книги из ГПНТБ / Какуевицкий В.А. Восстановление деталей автомобиля методом давления

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пленум ЦК КПСС в своем постановлении от 29 июня 1959 г. указал на необходимость дальнейшего, более широкого применения и усовершенствования методов пластической деформации в раз­

личных отраслях машиностроения.

В ремонтном деле метод пластической деформации (метод

давления) применяется для восстановления изношенных деталей автомобилей. Однако имеющийся довольно значительный произ­ водственный опыт авторемонтных предприятий, использующих указанный метод для восстановления изношенных деталей наи­ более распространенных автомобилей ГАЗ-51 и ЗИЛ-150, еще не

достаточно широко освещен. Опубликованные в периодической печати и учебных пособиях материалы по применению для ремонт­ ных целей метода давления охватывают восстановление слишком ограниченной номенклатуры деталей и не имеют характера обобщения.

Авторы брошюры поставили перед собой задачу восполнить

этот пробел и широко осветить производственный опыт авторе­ монтных предприятий, а также законченные и проверенные на практике научно-исследовательские работы в области использова­ ния метода давления для восстановления автомобильных деталей.

Впервых трех разделах брошюры дано краткое описание сущ­ ности восстановления деталей давлением, освещены основные за­ кономерности пластической деформации металлов, приводятся классификация способов восстановления деталей методом давле­ ния, а также рекомендации по выбору режимов, оборудования,

технологических параметров при использовании указанного метода.

ВIV—X разделах приведено большое число примеров восста­

новления деталей автомобилей методом давления.

В XI разделе показана эффективность использования метода давления в ремонтном производстве.

I—IV, IX, X и XI разделы брошюры написаны В. А. Какуевиц-

ким, V—VIII разделы — А. С. Силкиным.

Авторы выражают глубокую признательность проф. д-ру техн, наук В. В. Ефремову за внимательный просмотр рукописи и цен­ ные замечания.

Обработка давлением изменяет форму и размеры деталей, а также оказывает влияние на структуру и механические свойства металла, из которого они изготовлены.

Для того чтобы ясно представить, какие явления происходят в металле деталей при восстановлении их методом давления, необ­ ходимо рассмотреть основные понятия, характеризующие пласти­ ческую деформацию.

Все металлы состоят из различно ориентированных зерен, имеющих кристаллическую структуру. Кристаллическое строение

металлов характеризуется тем, что атомы его занимают в про­ странстве строго определенное положение, образуя пространствен­

ную или кристаллическую решетку.

Упругая деформация вызывает упругое смещение одних ато­ мов относительно других. В этом случае после прекращения на­ грузки атомы, образующие кристаллическую решетку, возвра­ щаются в прежнее положение, и деформированное тело принимает

первоначальную форму. Упругие деформации изменяются прямо пропорционально нагрузке, которая их вызывает (закон Гука). При определенных нагрузках упругие деформации, имеющие мес­

то в атомной структуре, переходят в пластические (остаточные де­

формации), и кристаллическая решетка после разгрузки не воз­ вращается в исходное состояние.

Таким образом, пластическая деформация появляется, когда напряжения превосходят предел упругости. Пластическая деформа­ ция изменяется не пропорционально росту напряжений (увеличи­ вается быстрее, чем растут напряжения).

Сопротивление металла малым пластическим деформациям оце­

нивается напряжением, которое вызывает появление остаточной де­

формации при растяжении, равной 0,2%. Указанноенапряжение условно названо пределом текучести.

В процессе пластического деформирования одни части кристал­ лов перемещаются по отношению к другим по плоскостям наибо­

лее легкого сдвига. Это приводит к изменению расположения ато­ мов в кристаллической решетке, ее искажению, без нарушения

целостности кристаллов.

Пластическая деформация может проявляться также в виде

двойникования, при котором сдвинутая часть кристалла распола­ гается симметрично по отношению к его остальной части.

. В отличие от упругой деформации, вызываемой нормальными

напряжениями (напряжения, действующие перпендикулярно к плоскости сдвига), пластическая деформация возникает при дей­

ствии касательных напряжений (напряжения, действующие в самой плоскости сдвига').

В результате пластической деформации между двумя сдвинув­ шимися частями кристалла образуется прослойка металла с иска­

женной кристаллической решеткой, с мелкими осколками зерен и нарушениями по их границам. Вследствие этого на плоскостях сдви­

га появляется шероховатость, что затрудняет взаимное перемеще­ ние зерен. Указанное явление приводит к тому, что новые сдвиги при

2—1031 5

более высокой, чем температура рекристаллизации, и не сопровож­ дается упрочнением металла, называется горячей обработкой.

Если деформация сопровождается возвратом или возвратом и рекристаллизацией, но металл в момент окончания деформации имеет структуру со следами упрочнения, то такая деформация на­ зывается неполной холодной (при отсутствии следов рекристаллиза­ ции) или неполной горячей (при наличии следов рекристалли­

зации) .

Холодная деформация отличается высоким сопротивлением де­ формации и значительным уменьшением пластичности в процессе деформации. Неполная холодная деформация характеризуется ме­ нее высоким сопротивлением деформации и менее значительным уменьшением пластичности ввиду снятия дополнительных напряже­ ний в процессе деформации.

Неполная горячая деформация сопровождается частичной ре­ кристаллизацией и ведет в большинстве случаев к неоднородной структуре, что вредно отражается на механических свойствах де­ формируемого металла и затрудняет деформацию.

Горячая деформация отличается малым сопротивлением дефор­ мации (оно ориентировочно в 10 раз меньше, чем при холодной) и повышением пластичности металла. Горячая деформация в зависи­ мости от состава сплава и скорости деформации обычно вступает в действие, начиная с температур, равных 0,65—0,75 от абсолют­ ной температуры плавления металла.

В том случае, если пластическая деформация происходит при высокой температуре, процесс рекристаллизации завершается пол­

ностью, и металл будет иметь равноосную и внутренне ненапряжен­ ную структуру.

Если же пластическая деформация идет при низкой температуре, то рекристаллизация завершается неполностью, и это приводит к неравномерности структуры и накоплению внутренних (остаточных) напряжений. В этом случае обязательным является проведение по­ следующей термической обработки (нормализация, отжиг).

Увеличение температуры нагрева значительно увеличивает ско­ рость рекристаллизации.

При горячей обработке металла давлением температуры нагре­

ва выбирают значительно большими, чем минимальная температу­ ра рекристаллизации. Это необходимо для устранения наклепа, уменьшения усилий на деформацию и исключения возможности по­ явления трещин.

Большое влияние на механические свойства металла оказывает температура начала и конца обработки, т. е. темпеоатурный интер­ вал, зависящий от химического состава металла. Температура на­ чала обработки (наибольшая температура нагрева) не должна вы­ зывать пережога или перегрева металла. Окончанию обработки

также должна соответствовать оптимальная температура, так как при низких температурах у мягких сталей может возникнуть на­ клеп, а у твердых могут появиться трещины.