Klassificering af måder at gendanne dele og deres egenskaber på

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

I øjeblikket arbejder ingeniører aktivt på at skabe nye og forbedre traditionelle metoder til at restaurere dele. Og det er der objektive grunde til: For det første er fremstillingen af nye produkter af dyrt stål i nogle tilfælde dyrere i form af ressourcer, og for det andet har virksomheden simpelthen ikke den teknologiske evne til at producere nye dele, der er komplekse i form og tekniske krav.

Organisationer, der driver komplekst og dyrt udstyr (f.eks. tunge minelastbiler) er interesserede i at forbedre forskellige metoder til at restaurere slidte dele.

Generelle bestemmelser

Alle metoder til at restaurere dele er rettet mod at genskabe produktets ydeevne og originale egenskaber. I færd med at arbejde, gnideoverfladerne af friktionspar kan slides (som følge af, at deres dimensioner ændres), smuldre (som følge af akkumulering af udmattelsesspændinger under hyppige vekslende belastninger), modtage mekanisk skade og ændre deres fysiske og mekaniske egenskaber. En separat type skade under drift er krænkelse (beskadigelse) af den beskyttende anti-korrosions- og slidbestandige belægning.

Metoder og metoder til at restaurere dele er meget forskellige. Men slid på maskindele kan have forskellige konsekvenser og en anden dannelsesmekanisme og årsager. Ved valg af en specifik teknologi til restaurering af slidte overflader skal ingeniøren først og fremmest overveje, hvilke egenskaber (mekaniske og fysiske) produktet skal have.

Så i nogle tilfælde er det nødvendigt at opnå maksimal træthedsstyrke af strukturen og elasticitet. Nogle gange er den kemiske sammensætning af overfladelaget kritisk, hvilket gør det muligt at øge varmebestandigheden, rød skørhed (kold skørhed), modstandsdygtighed over for aggressive medier, derfor bør man i hvert enkelt tilfælde foretrække metoden til at genoprette dele, der kan opfylde alle krav. Særlige teknologiske og designmæssige krav omfatter også integritet (fravær af porer, mikrorevner, ikke-metalliske indeslutninger), massen af individuelle strukturelle elementer og produktet som helhed, ruhedsindikatorer, mekaniske egenskaber (hårdhed og mikrohårdhed), mulighed for bearbejdning og tryk (yderligere hærdning på grund af deformation overfladelag oghærdning), nøjagtigheden af geometriske afvigelser af overflader og former.

Klassificering af måder at genoprette dele efter type defekter, der skal elimineres

Hele rækken af genopretningsmetoder, afhængigt af arten af defekter, er norm alt opdelt i følgende grupper:

• skæring og metalbearbejdning;
• svejsning og lodning;
• plastisk deformation;
• fusion;
• diffusionsmetallisering og sputtering;
• galvaniseringsteknologi;
• kemisk varmebehandling (CHT) såvel som traditionel varmebehandling;
• brug af kompositmaterialer.

Klassificering af gendannelsesmetoder afhængig af arten af påvirkningen på delen

I henhold til dette princip er alle gendannelsesoperationer opdelt i tre grupper:

• behandler uden at fjerne kvoter;
• bearbejdning af dele med materialefjernelse;
• teknologiske operationer forbundet med påføring af belægninger og materialer på den ene eller anden måde.

Det giver mening at give en mere detaljeret klassificering af de listede grupper, da hver af dem indeholder mange behandlingsmetoder, der anvender meget forskelligt udstyr og principper. I nogle tilfælde er duplikering i navnet på metoden til at restaurere dele muligt, da en metode samtidigt kan gælde for fleregruppe.

Restaurering uden fjernelse af kvoter:

• hærdning og formning ved kold og varm plastisk deformation, kalibrering;
• kemisk-termisk behandling (udført for at øge hårdheden, forbedre ydeevnen);
• varmebehandling (øgende hårdhed, fjernelse af farlige belastninger og så videre).

Metoder til genoprettelse af slidte dele, der involverer fjernelse af et lag materiale:

• bearbejdning;
• elektrofysisk behandling;
• kombinerede metoder.

Den sidste undergruppe omfatter metoder, der gør det muligt at påføre et ekstra beskyttende lag af materiale på delens overflade. De vigtigste genopretningsmetoder for coatede dele omfatter:

• aflejring af metal- og ikke-metalbelægninger i ovnen (metallisering, sprøjtning, overfladebehandling og andre);
• elektrofysiske belægningsmetoder (galvaniseringsbade, elektrognistmetoder og så videre).

Karakteristika ved metalarbejde og mekaniske restaureringsoperationer

Denne metode til restaurering og hærdning af dele bruges i tilfælde, hvor det bliver nødvendigt at anskaffe en ny eller gammel reparationsstørrelse af produktet, samt når det er nødvendigt at installere et nyt element i det restaurerede ingeniørprodukt. Så mekanisk og låsesmedbehandling kan tjene som en slags mellemoperation,rettet mod at forberede overflader til påføring og sprøjtning af yderligere hærdende belægninger. Som oftest er skæring dog endelig og har til formål at rette form- og overfladefejl, der er opstået af den ene eller anden grund. Sådanne årsager kan være overflade- og volumendeformation af dele og emner for at give dem større styrke og de mest gunstige ydeevneegenskaber, overfladebelægning af metalpulver og elektrode, og så videre.

Bearbejdning til størrelse bør sikre alle teknologiske krav og designkrav: renhed og ruhed af overflader, værdier og størrelsen af mellemrummet eller interferensen (hvis landingen udføres med en interferenspasning), afvigelser i den geometriske form, og så videre.

En ingeniør træffer et valg til fordel for en eller anden mekanisk metode til at restaurere en del under hensyntagen til en række forskellige faktorer. Så hvis graden af slid på delen er meget stor, er det fornuftigt at installere en ekstra reparationsdel. I dette tilfælde vil overfladebehandling med efterfølgende bearbejdning koste meget mere og kræve meget høje kvalifikationer fra udøveren. Alle slags bøsninger og adaptere fungerer som sådanne dele.

Karakteristisk for restaurering af dele ved plastisk deformation

Deformation bruges både til at ændre delens form og geometriske dimensioner og til at forbedre de operationelle egenskaber af produktets overflade (indikator for hårdhed og slidstyrke).

Med en ændring i form er alt klart:når en betydelig belastning påføres et fast legeme og derefter fjernes, forbliver resterende deformation. Denne metode til at restaurere maskindele bruges i praksis, hvis det er nødvendigt at justere produkter, der er blevet beskadiget som følge af en kollision. Denne type arbejde omfatter både karrosseriarbejde på en bil, der har været ude for en ulykke, og opretning af en tyk stålplade. Ofte opstår behovet for trykbehandling efter svejsebehandling: ved påføring af en søm bliver visse lokale zoner meget varme, hvilket fører til en lineær udvidelse af visse elementer i den svejste struktur. Under afkøling sker den omvendte proces - et fald i størrelse, hvilket fører til vridning og krænkelse af hele produktets geometri. Hvis der er strenge krav til form og designafvigelser, udsættes den derfor for trykbehandling for at rette fejlen.

Trykbehandling kan også bruges til at hærde overfladerne af det restaurerede produkt, for eksempel efter overfladebehandling eller efter mekanisk fjernelse af en vis mængde fra delen ved skæring. Hærdning ved deformation er en ret sjælden måde at restaurere dele på. Valget til fordel for denne teknik er ekstremt sjældent. Dette skyldes det faktum, at der kræves ret dyrt udstyr til hærdning ved overfladeplastisk deformation. Det er ikke økonomisk muligt at købe sådanne maskiner for lejlighedsvis at bruge dem i tilfælde af behov for restaurering.

essensen af belastningshærdning. Fysikproces

På grund af hvad forbedres styrkekvaliteterne, når overfladelaget deformeres? Godt spørgsmål. Svaret ligger i strålingsteorien om krystallinske stoffers atomare struktur.

Forskere har været i stand til at bevise, at styrke afhænger af antallet af defekter i krystalstrukturen. Ifølge deres beregninger er en tynd met altråd lavet af helt rent jern uden spids- og lineære strukturelle defekter i stand til at modstå enorme belastninger. Men ægte kroppe har altid defekter, så bærestyrken af en sådan wire under virkelige forhold er ret lille. Men når antallet af defekter stiger, så opstår der et paradoks alt fænomen - styrkeegenskaberne forbedres. Dette skyldes det faktum, at et stort antal defekter skaber forhindringer for deres bevægelse og udgang til overfladen af kornene, det vil sige, at det forhindrer forekomsten af stresskoncentratorer.

Det er præcis, hvad den hærdende effekt af trykbehandling er baseret på: Under deformation opstår der et stort antal defekter inde i kornene. I dette tilfælde får kornene selv en karakteristisk form - den såkaldte tekstur. Det skal bemærkes, at denne metode ikke kun giver mulighed for at øge styrke og slidstyrke, men også at reducere ruheden af den bearbejdede overflade.

Metode til gendannelse af dele ved at overfladebehandle

Denne metode er den mest almindelige, når du gendanner en dels originale dimensioner. Grunden til dette er den relative billighed og enkelhed. For at genoprette produktets geometri behøver du kun en svejsningapparater og nødvendigt materiale til overfladebehandling.

I tilfælde af, at størrelsen er meget ødelagt, så anvendes den såkaldte kombinerede overfladebehandling. Dens essens er som følger: For det første påføres almindeligt stål eller støbejern ved hjælp af gasflamme eller lysbueopvarmning. Og først da er den elektriske lysbueoverflade af en stærk legering med et godt sæt mekaniske og fysiske egenskaber. Overfladekvaliteten efter belægning kan betegnes som utilfredsstillende, hvorfor et tillæg er nødvendigt. Denne operation kan udføres på en drejebænk, fræse- eller boremaskine. Brug af mejsel- og slibeværktøj er også tilladt (hvis det afsatte materiale er meget hårdt).

Galvaniske metoder til restaurering af dele

Når man overvejer klassificeringen af metoder til restaurering af dele, kan man ikke undlade at nævne galvanisering. Denne metode er meget almindelig. Galvaniseringsbade har længe været fast etableret i industrien og bruges aktivt både i produktionsanlæg og i forskningslaboratorier. Omfanget af deres anvendelse er utroligt omfattende: fra påføring af dekorative belægninger til ætsningsmaterialer.

Som regel er denne metode kun anvendelig ved en lille grad af slid på gnidningsoverflader, da tykkelsen af belægningerne påført ved den galvaniske metode er meget lille. Ud over at genoprette de specificerede dimensioner kan en sådan belægning fungere som en beskyttende film og forhindre korrosion og oxidation af materialer.

Fordelen ved denne metode er mulighedenopnåelse af belægninger ved hjælp af en række forskellige materialer: nikkel, krom, aluminium, jern, kobber, sølv, guld og så videre. Derfor bruges galvanisering i mange sektorer af den nationale økonomi.

Karakteristika for termiske og kemisk-termiske behandlingsmetoder i restaurering af produkter

Det er svært at overdrive varmebehandlingens rolle generelt inden for maskinteknik og i særdeleshed inden for restaurering af dele. Det giver dig mulighed for at opnå de nødvendige operationelle (slidstyrke, hårdhed) og teknologiske (bearbejdelighed, termisk ledningsevne) kvaliteter.

Kemisk-termisk behandling er et separat problem. I modsætning til traditionel varmebehandling udsættes produktet i forbindelse med kemisk behandling ikke kun for temperatur, men også for en kemisk reaktion med atomer og ioner af andre stoffer. Atomer diffunderer til en vis dybde indeni og ændrer derved den kemiske sammensætning af overfladelaget. Diffusionslagets egenskaber er væsentligt forskellige (til det bedre) fra det originale materiale. Så borering (mætning med boratomer) og karburering (mætning med kulstofatomer) øger hårdheden markant og hjælper med at reducere friktionskoefficienten. I praksis bruges silicium, nitrogen, aluminium og andre grundstoffer også som mættende grundstoffer.

Konklusion

Ovenstående beskrivelse af måder at gendanne dele på er ikke udtømmende. Kun de grundlæggende og mest almindelige metoder præsenteres. Alt i alt er der mange flere af dem. Desuden er videnskabsmænd rundt om i verden konstantarbejder på at skabe nye og forbedringer af allerede kendte metoder til påføring af belægninger og genskabelse af de geometriske dimensioner af dele.