|
|
Закалка, отпуск и обработка холодомЗакалкой называется процесс термической обработки, при которой деталь нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают. Детали из доэвтектоидной стали нагревают до температуры, превышающей на 30-50 °С значения, соответствующие линии GS, а детали заэвтектоидной стали — до температуры, превышающей на 30-50 °С значения, соответствующие линии PSK (рис. 9). На качество закалки большое влияние оказывает скорость охлаждения деталей. Практически скорость охлаждения нагретой стали изменяется в зависимости от вида охлаждающей (закаливающей) среды, в качестве которой применяют воду и минеральное масло. Поверхностной называется такая закалка, при которой увеличивается твердость только поверхностных слоев деталей, а структура сердцевины остается без изменений. Деталь при поверхностной закалке нагревают до температуры обычной закалки газовым пламенем, электроконтактным источником, токами высокой частоты или в электролите. По способу нагрева закалка делится на пламенную, электроконтактную, высокочастотную и электролитную. При пламенной закалке (рис. 10) нагревают поверхностные слои детали кислородно-ацетиленовым пламенем до температуры закалки и затем быстро охлаждают струей воды. Пламенную поверхностную закалку применяют для упрочнения поверхности крупных деталей из стали и чугуна.
Рис. 10. Схема пламенной поверхностной закалки: 1 — изделие; 2 — кислородно-ацетиленовая горелка; 3 — трубка для подачи воды; 4 — закаленный слой Высокочастотная закалка заключается в нагреве поверхности детали токами высокой частоты (до 100 кГц и более) в специальных электрических индукторах и последующем охлаждении водой. Высокочастотная закалка — самый высокопроизводительный, экономичный и наиболее распространенный способ поверхностной закалки деталей. Он позволяет придать деталям более высокие механические свойства, чем при закалке другими способами, избежать коробления и окисления деталей. Кроме того, при данном способе глубину закалки можно точно регулировать. Электролитная закалка заключается в нагреве поверхности детали до закалочных температур и их охлаждении в электролитических ваннах. В качестве электролита применяют водный раствор углекислого натрия, едкого натра, сернокислого натрия и др. Образуемая вокруг детали водородная оболочка оказывает сильное сопротивление прохождению электрического тока и нагревается до 1800-2000 °С. В результате поверхность детали нагревается до температуры закалки в течение нескольких секунд. После нагрева ток выключают, и деталь охлаждают в этом электролите или переносят в специальную закалочную ванну. Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже критической Ас1 выдержке при этой температуре и последующем охлаждении (обычно на воздухе). Цель отпуска — повышение вязкости закаленной стали при сохранении достаточно высокого предела прочности, уменьшение внутренних напряжений после закалки и получение более устойчивых (стабильных) структур. Отпуску подвергают закаленные стали со структурой тетрагонального мартенсита и остаточного аустенита. Обе структуры неустойчивы и склонны при нагреве превращаться в более устойчивое состояние с изменением объема. При температуре 100-200 0Стетрагональный мартенсит образует структуру кубического мартенсита (мартенсит отпуска). При температуре 200- 300 °С остаточный аустенит превращается в мартенсит отпуска. Нагрев стали выше 350 °С ведет к распаду мартенсита в ферритоцементитовую смесь. В зависимости от температуры нагрева закаленной стали различают следующие виды отпуска: низкий, средний, высокий.
Средний отпуск — нагрев закаленной стали в интервале температур 350-450 °С, который приводит к понижению твердости и повышению вязкости стали по сравнению с низким отпуском. Кроме того, происходит образование более устойчивой микроструктуры троостита и троостосорбита. Средний отпуск применяют для пружин, штампов, рессор, ударного инструмента и др. Высокий отпуск — нагрев закаленной стали в интервале температур 450-650 °С, который способствует получению наибольшей вязкости при сохранении достаточно высокой прочности. В результате данного отпуска твердость закаленной стали сильно снижается, и образуется структура сорбит. На практике широко применяют закалку деталей машин на мартенсит с последующим высоким отпуском на сорбит. Этот процесс называют улучшением. Сорбит отпуска с зернистой формой цементита имеет более высокие показатели прочности и вязкости, чем сорбит закалки с пластинчатой формой цементита. Обработка холодом — отпуск при температуре ниже нуля. Заключается в обработке закаленных изделий холодом при температурах порядка — 80 °С и ниже. Обработка холодом основана на том, что остаточный аустенит, находящийся в структуре закаленной стали при низких температурах (порядка - 80°С и ниже), распадается в результате возникновения внутренних напряжений. Данный метод повышает твердость режущего инструмента, стабилизирует размеры измерительных инструментов и др. В промышленности применяют специальные установки, в которых охладителями служат жидкий кислород (-183 °С), жидкий азот (-195 °С), смесь из твердой углекислоты (сухой лед) с денатурированным спиртом (-78,5 °С). Неметаллические материалы.
Бурное развитие всех отраслей промышленности, а также повышение надежности и качества выпускаемых машин и изделий потребовали создания новых материалов. Неметаллические материалы — пластмассы, резину, стекло, древесину и др. применяют почти во всех отраслях промышленности. Широкое внедрение неметаллических материалов в машино- и приборостроении обусловлено их ценными специфическими свойствами. Пластмассы характеризуются малой плотностью, относительно высокой механической прочностью, высокой химической и коррозионной стойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами. Пластмассы — важнейшие конструкционные материалы современной техники. Их используют в машино- и приборостроении не только как заменители черных и цветных металлов, но также как самостоятельные машиностроительные материалы. В результате достигается экономия большого количества дорогостоящих цветных металлов, повышение стойкости деталей, работающих на трение и в агрессивных средах, снижение массы изделий и машин, уменьшение трудоемкости изготовления деталей. Пластические массы
Кроме природных или синтетических смол, называемых связующими веществами, в состав пластмасс входят наполнители, пластификаторы, красители, смазывающие вещества, ускорители твердения и др. Связующие вещества соединяют составные части пластмассы и определяют ее основные свойства. Природные смолы существуют в готовом виде (янтарь, копалы, шеллак и др.) или образуются путем несложной переработки естественного сырья (асфальты, битумы и др.) Синтетические смолы получают из отходящих газов коксохимического производства, природного газа и т. п. К синтетическим смолам относятся полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, феноло-формальдегидные смолы (фено-пласты), мочевино- и меламиноформальдегидные смолы (аминопласты) и др. В зависимости от процесса производства различают полимеризационные смолы, получаемые в результате соединения простых низко-молекулярных веществ (мономеров) в высокомолекулярные вещества (полимеры) без выделения каких-либо веществ, и поликонденсационные, получаемые в результате соединения простых разнородных мономеров в полимеры с выделением побочных продуктов: воды, аммиака, хлористого водорода и т. п. К полимеризационным смолам относятся поливинилхлорид, полистирол, полиэтилен и др., к поликонденсационным — фенолоформальдегидные, мочевино- или меламиноформальдегидные и другие смолы. Наполнители улучшают физико-механические свойства пластмасс и уменьшают расход более дорогих связующих веществ. По своему строению они делятся на порошковые, волокнистые и слоистые. К порошковым наполнителям относятся: древесная и кварцевая мука, молотая слюда и др.; к волокнистым — лен, асбест волокнистый, стекловолокно и др.; к слоистым — хлопчатобумажная ткань, бумага, фольга, древесный шпон, стеклоткань, асбестовая ткань и др. Пластификаторы улучшают пластичность, увеличивают гибкость и уменьшают хрупкость пластмасс. Они не вступают в химическое соединение со связующими веществами, но растворяют их. К ним относятся: камфора, дибутилфталат и др. Красители придают пластмассам необходимую окраску. Они должны быть стойкими к температуре, не менять окраску в атмосферных условиях, хорошо окрашивать материалы и не вступать с ними в реакцию. В качестве красителей применяют нигрозин, сурик и др. Смазывающие вещества облегчают прессование пластмасс, предотвращая их прилипание к стенкам пресс-формы. К ним относятся стеарин, воск, парафин и др. Ускорители твердения способствуют быстрому затвердению пластмасс. К ним относятся диметиланилин, нафтенат кобальта, нафтенат марганца и др. Пластмассы классифицируют по различным признакам. В зависимости от изменений претерпеваемых при нагреве, пластмассы делят на термореактвные и термопластичные. Термореактивные пластмассы при нагреве и одновременном давлении вначале размягчаются и частично плавятся, а затем переходят в твердое и нерастворимое состояние. Изделия, изготовленные из этих пластмасс, не поддаются повторной переработке. Термопластичные пластмассы при нагреве размягчаются, при охлаждении затвердевают, пригодны для повторного размягчения. Изделия, изготовленные из этих пластмасс, можно подвергать повторной переработке. По механическим свойствам пластмассы делят на жесткие, полужесткие и мягкие. Жесткие пластмассы имеют аморфную структуру, высокую твердость и упругость, но низкую пластичность. Полужесткие пластмассы имеют кристаллическую структуру с аморфными участками, достаточно высокую твердость, упругость и пластичность. Мягкие пластмассы имеют кристаллическую структуру, высокую пластичность, но низкую твердость. Это мягкие и эластичные материалы. По количеству компонентов, входящих в пластмассы, они делятся на простые и сложные. Простые пластмассы состоят из природных или синтетических смол (полимеров). Для улучшения физико-механических свойств к ним иногда добавляют пластификаторы. К простым пластмассам относятся, например, полистирол, полиметиметакрилат. Сложные пластмассы состоят из связующих веществ, наполнителей и пластификаторов. Остальные вещества вводят в зависимости от природы и назначения пластмасс. Большинство из них являются сложными. По назначению пластмассы разделяют на следующие группы: 1) конструкционные — предназначены для изготовления конструкций и деталей машин; 2) декоративно-отделочные и облицовочные — предназначены для декоративной отделки и облицовки конструкций; 3) электроизоляционные — имеют хорошие диэлектрические свойства, их применяют в качестве электроизоляционных материалов; 4) антикоррозионные — обладают повышенной химической стойкостью в коррозионных средах, применяют в качестве антикоррозионных материалов; 5) антифрикционные — имеют низкий коэффициент трения, используют для изготовления подшипников скольжения; 6) фрикционные — имеют высокий коэффициент трения, используют в тормозных устройствах; 7) звуко- и теплоизоляционные —обладают способностью плохо проводить звук и тепло, служат в качестве звуко- и теплоизоляционных материалов. По химической природе основные пластмассы разделяют на следующие виды: полиолефины, стиропласты, фторопласты, поливинилхлориды (полихлорвинилы), полиакрилаты и полиметакрилаты, фенопласты (полиметиленфенолы), полиамиды, целлопласты и др.   ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Электроконтактной закалке подвергают цилиндрические детали. Сущность этого способа заключается в том, что к поверхности закаливаемого изделия через электрод в виде медного ролика подводят переменный электрический ток промышленной частоты (50 Гц), низкого напряжения (2-6 В) и большой силы (сила тока равна 400-500 А на 1 мм ширины ролика). В месте контакта ролика с изделием выделяется большое количество тепла, под действием которого поверхность изделия нагревается до температуры закалки. Охлаждают изделие струей воды, направленной на ролик.
Низкий отпуск — нагрев закаленной стали до 250 °С для снижения внутренних напряжений при сохранении высокой твердости. Такой отпуск применяют главным образом для инструментов и изделий, которые должны обладать высокой твердостью и износостойкостью, в том числе для цементированных изделий.
Пластическими массами (пластмассами) называют высокомолекулярные синтетические материалы органического происхождения, получаемые на основе природных или синтетических смол (полимеров). Почти все пластмассы обладают малой плотностью (0,9-2,3 г/см3). При применении пластмасс можно значительно снизить массу конструкций. В среднем они в 5-6 раз легче черных металлов и сплавов на основе меди. Многие пластмассы отличаются высокой прочностью, хорошими антикоррозионными свойствами, водостойкостью, негорючестью и др.