Перечислите перспективные технологии поверхностной термообработки изделий и обоснуйте наилучший с Вашей точки зрения метод

Технология

Перечислите основные св-ва материала деталей, определяющие надежность, долговечность работы машины, и подчеркните те из них, которые относятся к зубчатой паре.

Основные св-ва определяющие надежность и долговечность деталей машин:

- статическая, динамическая прочность;

- сопротивление хрупкому усталостному разрушению;

- эксплутационные св-ва (износостойкость, теплостойкость, коррозионностойкость).

К зубчатой паре относятся:

- сопротивление хрупкой усталости; износостойкость;

- статическая, динамическая прочность; теплостойкость если зубчатая пара работает при высоких t-ах.

2. Известны различные виды закалочных сред, но традиционные вода или масло. Укажите, вместо каких сред рекомендуется применять кипящий слой и его преимущества?

«Кипящий слой» - среда, в которой производится нагрев или охл-ие изделий и состоит из твердых частиц интенсивно перемешиваемых восходящими потоками газа. Оборудование с «кипящем слоем» используется для охл-ия при отжиге (медленное охл-ие), при закалке вместо масла, селитр и щелочей при ступенчатой и изотермической закалке.

Преимущества: при подаче холодного газа (воздуха) кипящий слой можно использовать для охл-ия деталей и изменяя t-ру газа в слое, можно создать условия в среде с необходимой t-ой. Изделия не окислятся, легко регулируется скорость охл-ия, на поверхности не образуется никаких пленок (чистая), позволяет понижать время нагрева и время выдержки.

Т.О. обязательное звено производственного процесса изготовления машин, механизмов, приборов, инструментов. Обоснуйте это утверждение.

Т.О. является одним из обязательных циклов получения детали. Термообработка необходима для придания изделиям и механизмам опр-ых св-в и структуры, при которых они будут работоспособны и долговечны.

Изложите последовательность выбора закалочной среды.

Задаемся маркой стали выбираем С-кривую для данной стали, по кривой находим критическую скорость закалки Vкр.

Для термокинетической кривой, получена в результате выдержек при заданных t-ах. V_кр=(А_r1 – t_min)/τ_min

Для изотермической С-кривой, получена в результате выдержек при заданных t-ах V_кр=(А_r1 – t_min)/1,5τ_min

где Аr₁ – t критической точки стали; t_min – min t-ра устойчивости аустенита; τ_min – время минимальной устойчивости А. По нужным формулам опр-ем критическую скорость закалки, далее сравниваем расчетную скорость с табличными значениями и для конкретных сталей выбираем закалочную среду.

Основной объем термообработки ложится на изделия из сталей. Назовите причины такого явления. Укажите, все ли стали проходят термообработку на металлургических заводах.

Основным металлическим материалом является сталь. Сталь является наиболее дешевым и доступным материалом, что объясняет ее массовое использование. Более дорогие легированные и высоколегированные стали используют при необходимости, т.е. при опр-ых требованиях и условиях. Для придания сталям необходимых св-в необходима их Т.О.. Т.О. может быть предварительной и окончательной. Т.к. все стальные изделия требуют Т.О. и занимают ведущее место в производстве, то этим объясняется их основной объем в доли Т.О. изделий. Низкоуглеродистые не проходят Т.О. (Ст3, Ст5 и т.д.)

Бригада термистов в конце смены помыла руки с мылом в водяном закалочном баке. Перечислите возможные последствия на качество закаливаемых в этом баке деталей.

Уменьшается охлаждающая способность воды. Вместо структуры М+Аост мы получаем структуру троостит, что приводит к понижению твердости.

Перечислите перспективные технологии поверхностной термообработки изделий и обоснуйте наилучший с Вашей точки зрения метод.

Поверхностная Т.О. применяется для деталей, которые работают на износ, изгиб, кручение при высоких контактных напряжениях. При этом требуется:

1. Вязкая сердцевина;

2. Твердость и высокая износостойкость поверхности.

Поверхностная Т.О. может быть выполнена при нагреве изделия ТВЧ (токами высокой частоты), электроконтактным нагревом, нагрев лазерными лучами, электролучевым способом, нагрев электрической дугой – 60% деталей авто проходят закалку ТВЧ.

Наилучшим способом поверхностной обработки является лазерная обработка.

Она хар-ся высокой плотностью мощности на 1ед. поверхности, малой продолжительностью воздействия или обработки. Малая продолжительность нагрева, которая составляет тысячные или десятые доли секунды, скорость нагрева составляет 10⁶-10^{8 0}С. Глубина проникновения тепла 0,7-0,8 мм. Диаметр лазерного пятна 1,5-5 мм. Нагрев поверхности могут вести с оплавлением поверхности и без оплавления поверхности. Охлаждение при закалки производится за счёт отвода тепла, в холодные слои металла, скорость охл-ия равна 6000-7000⁰С. Такая скорость охл-ия возможна в том случае если толщина детали превышает глубину нагретого слоя в четыре и более раза. Нагрев ведется полосами по мере передвижения лазерного пятна по детали. Перед обработкой лазером необходимо нанести покрытие фосфорид. или оксид. для повышения поглощаемой способностью тепла поверхностью, так как гладкая блестящая поверхность отражает 80-90% тепла. Такая обработка поверхности позволяет улучшить долговечность сверл в 6-10 раз, инструмента литейных машин в 1,5-3 раза.