ответы на билеты / 13,17,18,14

Билет 13

1. Способы повышения качества стали. Электрошлаковый переплав.

Для повышения кач-ва Ме используют обработку Ме синтетическим шлаком, вакуумную дегазацию, электрошлаковый переплав, вакуумно дуговой переплав, переплав Ме в электроннолучевых и плазменных печах.

Обработка Ме синтетическим шлаком

55% CaO + 40% Al₂O₃ + SiO₂ , MgO заливается в ковш туда же заливается сталь => уменьшаются вредные примеси, они связываются с этим шлаком.

Вакуумная дегазация стали

Сталь заливают в ковш, ковш помещается в контейнер, выкачивается воздух => образуется вакуум => из стали газы выходят, насосы выкачивают эти газы(кислород итд). Повышается пластичность и прочность стали.

Электрошлаковый переплав

Используется для получения высококачес-ой стали для подшипников, для лопаток турбин, волов компрессоров. Переплаву подвергают прокатные металлы.

1-электрод

2-шлаковая ванна

3-капли жидкого Ме

4-метал-кая ванна

5-слиток

Содержание кислорода снижается в 2 раза, концентрация серы в 3 раза. Высокая степень однородности, получают крупные слитки до 11 тонн.

Вакуумно-дуговой переплав.

Используют для удаления газов и не Ме включений. Процесс осуществляется в вакуумно-дуговых печах с расходуемым электродом.

Для получения чистых и ультра чистых тугоплавких Ме используют плавку в Электроннолучевых печах. Используется энергия выделяю-ся при торможении электродов. Высокое качество Ме получают за счет высоукой степени перегрева и высоких скоростей охлаждения.

2. Основы технологии литья в оболочковые формы.

Литье в оболочковые формы применяется для получения отливок массой до 100 кг из чугуна, стали и цветных металлов. Формовочную смесь приготавливают из мелокозернистого кварцевого или цирконового песков перемешиванием с термореактивными связующими материалами. Модельную плиту нагревают до 200-250 С⁰.

Формовочную смесь насыпают на модельную плиту и выдерживают 10-30с. Под действием теплоты исходящей от модельной плиты, термореактивная смола плавится и через 15...25 с на модели образуется оболочка (полуформа) нужной толщины. модельная плита с полутвердой оболочкой помещается в печь для окончательного твердения при температуре 300...400 °С в течение 40...60 с. При помощи специальных выталкивателей полуформа легко снимается с модели. Скрепление (сборка) полуформ осуществляется металлическими скобами, струбцинами или быстротвердеющим клеем. Аналогичным способом изготовляют песчано-смоляные стержни для пустотелых отливок.

Собранные оболочковые формы для придания им большей жесткости помещают в опоки, засыпают снаружи чугунной дробью или сухим песком и заливают металлом, После затвердевания отливки оболочковая форма легко разрушается.

Отливки, изготовленные в оболочковых формах, отличаются большой точностью и чистотой поверхности, что позволяет на 20...40 % снизить массу отливок и на 40...60 % трудоемкость их механической обработки.

3. Технологии изотермической штамповки. Преимущества и недостатки.

При изотермическом деформировании в кач-ве техн. смазки используют различные стекла, эмали и полевидные вещества. Наиболее распространены стекло-смазки чтобы снизить коэф. трения, а так же для защиты заготовки от окис-ия. В изотермических условиях можно получить штампованные заготовки повышенной точности и сложной конфигурации, которые обычной гор. штамповкой затруднительно. Точность получаемых заготовок достигается в результате: 1)уменьшения упругих деформаций системы пресс-штамп. 2) уменьшение колебаний температуры деформации и большой стабильности геометр. размеров штамп-ых заг-ок. 3)Снижение или отсутствие остаточных напряжений поковки. 4) умен. толщины дефектного слоя и увел-е качества поверхности штамповок. Преимущества: точность получ-ых заг-вок, повышение коэф. использования Ме, повышение прочности, получение заготовок сложной конфигурации, улучшается структура получаемых штамповок (поковок). Недостатки: Требуют специальные гидровл. прессы, Повышенное требование к жаростойкости инструмента, повышенная стоимость, могут возникнуть проблемы с химически активными веществами).

Билет 17

1.Основные сведения о процессе резания. Движения в металлорежущих станках

Обработка металлов резанием основана на срезание лезвийным или абразивным режущим инструментом с поверхности заготовки слоя материала для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей деталей. Чтобы с заготовки срезать слой материала, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительное движение, которые подразделяются на основные и вспомогательные. Движения при которых заготовка меняет припуск или изменяет состояние обр-ой поверхности называется основным или движением резания. Основных движения два: главное движение и движение подачи. Движение рабочих органов станка которые не имеют непосредственное отношение и служат для транспортирования и закрепления заготовки или инструмента называются вспомогательными. Главное движение резания это прямолинейное поступательное или вращательное движениезаготовки или режущенго инструмента определяющее скорость деформ-я материалаи отделения стружки. Движение подачи прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего элемента или заготовки, определяющее врезание режущего инструмента в материал заготовки.

2. Классификация прокатных станов по типу рабочей клети и назначению.

Прокатка – технол-ий процесс пласт. деформ. заготовок м/у вращающимися валами путем захвата заготовок с учетом сил трения. Взаимное расположение, формы, число валиков м/б различным. В этой связи различают 3 основных вида прокатки: а)продольная, б)поперечная в)винтовая.

Tcosα>Nsinα; T=fN; f>tgα; M=l/l₀

α~15-24⁰ горячая про-ка

ε=(H0-H1)*100/H0;

α~3-10;-холодная про-каж

Комплект прокатных валов называют клетью. В зависимостью от количества рабочих валов рабочие клети м/б 2-х валовые, 4-х валовые и много валовые. В случае 4-х, многовалковых клетей два валка рабочие остальные опорные. Использование опорных валов повышает жесткость клети и позволяет получать точные листы и фольгу. Наиболее современные много клетьевые станы – непрерывные, у них одна клеть непосредственно расположена за другой. На непрерывных станах достигается 1 производить за счет полного исключения ручн. труда.

3. Основы технологии получения изделий из порошковых материалов.

Метод получения заготовок и изделий из металлических порошков, которые включают в себя 3 основных этапа: 1)получение порошков металлов, сплавов или хим. соединений, 2)формовка металлических порошков, 3)спекание порошковых формовок.

Технологические свойства порошков1)текучесть (способность заполнять собой форму), 2)прессуемость (способность образовывать под давлением заготовку заданных размеров, формы и плотности, 3)формуемость (способность сохранять форму, полученную при обработке давлением), 4)уплотняемость (способность уменьшать объем под давлением или при воздействии вибрации), 5)спекаемость (прочность сцепления частиц, полученная в результате термообработки прессованных заготовок).

Формовка металлических порошков: Процесс включает в себя:

1)отжиг (в защитной или восстановительной атмосфере. Служит для устранения наклепа, восстановления оксидных пленок, удаления абсорбированных на поверхности газов); 2)разделение по крупности (для получения качественных формовок необходимо использовать порошки с приблизительно одинаковым размером частиц); 3)введение технологических добавок (таких как: пластификаторы, порошки легкоплавких металлов, в некоторых случаях тятучих веществ); 4)смешивание (основных компонентов до получения однородной массы), 5)дегорация (массы); 6)формовка.

Методы формовки порошков 1)холодное прессование (проводится в пресс-формах, служит для уплотнения порошка, улучшения контакта между частицами. Приводит к деформации частиц и частичному разрушению. Полученные заготовки имеют остаточные напряжения и при извлечении из формы увеличивают свои

размеры из-за упругой деформации частиц); 2)горячее прессование (совмещает 2 стадии получения изделия: формовку и спекание. Применяется для однородных материалов с высокой прочностью и пониженной прессуемостью. Обычно это хим. соединения. Процесс может производиться в среде защитных газов. Для уплотнения порошка могут использоваться импульсные нагрузки); 3)прессование с использованием импульсных нагрузок (а)взрывное, б)вибрационное, в)пневмомеха-ническое); 4)Для формовки сложных изделий используется гидро- и гидростатическое прессование (формовка подвергается всестороннему равномерному сжатию, при котором пластичность существенно повышается). Разница в среде прессования: в жидкости или в газе. Обычно газ нагрет до высокой температуры. При этом прессование совмещается со спеканием заготовки. 5)прокатка порошков; 6)прессование выдавливанием (аналогично прессованию металлов, но для порошков необходимо меньше усилия); 7)шлигерное формование (шлигер – концентрированная суспензия очень мелкого порошка в жидкости. Для формования используются пористые формы (гипсовые), через которые жидкость может проникать, а порошок не может. За стенками создается напряжение. Жидкость вытекает через поры, порошок остается), а)центробежное ШФ (но жидкость выгоняется под действием центробежных сил и получаются тела вращения); 8)спекание (служит для получения прочных заготовок и изделий. Прочность достигается за счет сваривания частиц порошка между собой (как в контактной сварке). Основной физический процесс: взаимная диффузия атомов соседних частиц друг в друга. Прочность зависит от: площади контакта, степени чистоты поверхностей, температуры и времени спекания.

Билет 18

1.Понятия о элементах процесса резания. Режимы резания.

Обработка металлов резанием основана на срезание лезвийным или абразивным режущим инструментом с поверхности заготовки слоя материала для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей деталей. Элементами резанья являются скорость резания, подача и глубина резания. Совокупность этих величин называют режимами резания. Скоростью резания(v) называют путь точки режущего лезвия инструмента, относительно заготовки в направлении главного движения в едн. времени(м/мин). Подачей(s) называют путь точки режущего лезвия инструмента, относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или за один двойной ход заготовки или инструмента(мм/обр. м/мин). Глубина резания(t) – это расстояние м/у обработанной и обрабатываемой поверхности заготовки измеряемой перпендикулярно последней. Ширина срезаемого слоя(P)-расстояние м/у обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренной по поверхности резания. Толщина срезаемого слоя(а) расстояние измеренное по нормали поверхности резания между двумя последующими положениями поверхностей резания за время 1-го оборота заготовки.

2. Метод катодного распыления. Преимущества и недостатки.

1)Подложка 2)Анод 3)Плазма 4)Распыленные частицы 5)Поток ионов 6)Катод.

Метод основан на том, что мишень изготавливается из материала который необходимо распылить. Мишень бомбардируется быстрыми ионами в результате чего с поверхности мишени выбиваются атомы к-е осаждаются на подложки. Истоком ионов служит плазма, возникающая в среде инертного газаю. По способу формирования разряда различают ионные, трионные и монитронные. Метод позволяет преодолеть ряд трудностей: снизит температуру нагрева вещества, использовать сравнительно низкий вакуум, избегать изменения состава, получать покрытия из любых тугоплавких материалов, обеспечить равномерное распределение вещества на подложке. При катодном распылении плазма м/т создаваться тлеющим или низкочастотным разрядом. «+»: 1) м/о распылять и наносить любые вещества 2)реализация процесса при низких температурах 3)высокий коэфф.исполь-ия материала 4)отсутствие капельной фазы 5)простая установка. «-»: 1)трудность нанесения равномерного покрытия на деталь сложной формы., маленькая скорость нанесения покрытий.

3. Оборудование и инструмент применяемый при изотермической штамповке.

Для изотермического деформирования используют специализированные гидравлические прессы. К инструменту предъявляются повышенные требования к жаростойкости => повышенная стоимость.

Изотермическая штамповка -при проведении штамповки в зоне деформации поддерживается постоянная температура 800-1100⁰, улучшается структура получаемых штамповок (поковок), практически отсутствует упрочнение.

Билет № 14

1.Роль технологии в обеспечении качества продукции и экономической эффективности в машиностроении.

Критерий высокой технологии – качество и экономичность при обеспечении высокой экологической безопасности. То есть надо стремиться к повышению качества продукции и

уменьшению её стоимости так, чтобы производство этой продукции наносило минимальный ущерб

окружающей среде.

2.Основы технологии литья по выплавляемым моделям

Изготовляется пресс-форма. Пресс-форма заполняется модельной массой: парафин + воск + стеарин. В одной пресс-форме объединяют от 1 до 100 моделей. Затем эти модели собирают в блок (ёлка) и прикрепляют к стояку. Потом блок погружают в суспензию, состоящую из пылевидного кварца и электрокорунда. Далее модельные блоки сушат на воздухе или в среде аммиака- образуется несколько слоёв ( до 15).Модельную массу удаляют из формы путём выплавления в горячей воде. Она вытекает и образуется оболочка. Оболочку просушивают при t=200 . Затем всю

оболочку прокаливают при t=900. После этого в оболочку заливают расплавленный металл и получают готовую отливку.

Припуск на механическую обработку составляет 0,2-0,7 мм. Заливка расплавленного металла в горячие формы позволяет получать сложные по конфигурации отливки с толщиной стенки 1-3 мм

и массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов из жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (турбинные лопатки), коррозионно-стойких сталей (колёса для насосов), углеродистых сталей в массовом производстве (в автостроении, приборостроении и т.д.).

3.Физическая основа обработки металлов давлением. (О.М.Д.)

О.м.д. основана на пластичности металлов, т.е. свойстве пластической деформации – является физ. основой .м.д. основана на пластичности металлов, т.е. м.

ков килограммов из жаропрочных труднообраьатываемых спалвов0000000000000000000 процесса о.м.д.

Пластической деформацией называется способность материала необратимо изменять свою форму без разрушения под воздействием внешних сил.

О.м.д можно изготовить заготовки максимально близкие по форме и размерам готовой детали – эти детали называются штамповка или поковка.

Уровень механических свойств штамповки существенно выше свойств отливки.

Пластическая деформация может быть холодной или горячей (0,6-0,8 ) Tпл , или сверхпластическая (0,4-0,8) Tпл.

Отличительной особенностью холодной деформации является значительное упрочнение – наклёп.

Горячая деформация осуществляется в температурном интервале протекания рекристаллизации. Ей также как и холодной деформации присуще текстурирование материала и заметное упрочнение с увеличением степени деформации. Степень деформации может быть допущена в строго ограниченных пределах, превышение которых сопровождается появлением трещин и других дефектов. При горячей деформации сопротивление деформации в 10 раз < , а пластичность > чем при холодной.

При сверхпластической деформации сопротивление деформации снижается ещё в 10 раз по сравнению с горячей. Наибольшее течение металла идёт в направлении наименьших напряжений. Растягивающие напряжения повышают жёсткость схемы и снижают пластичность обрабатываемого сплава.

G2