Методы исследования металлов и металлических покрытий

Контроль внешнего вида металлических покрытий основан на выявлении дефектов поверхности покрытия визуальным осмотром.

Изделия просматривают невооруженным глазом в помещении с освещенностью не менее 300 лк. Поверхность полированных покрытий должна быть однородной, блестящей или зеркальной. На полированной поверхности не допускаются неполированные места со снятым покрытием до металла или до подслоя. Вся по­верхность детали должна иметь покрытие, на котором не допуска­ются пригары, вздутия, следы неотмытых со лей, пузыри, отслаи­вание, шелушение, сколы, рыхлость, растрескивание, видимые следы от захвата руками.

Толщину покрытия контролируют физическими неразрушаю- щхши методами и химическими.

Физические неразрушающие методы — магнитный, электро­магнитный, радиоактивный и метод вихревых токов. Сущность этих методов заключается в том, что при изменении толщины покрытия изменяются: при использовании магнитного метода — сила отрыва постоянного магнита от поверхности детали; элект­ромагнитного метода — магнитный поток, возникающий между преобразователем прибора и деталью; при радиоактивном мето­де — интенсивность отраженного {5-излучения и т. д. Применение тех или иных методов в зависимости от материала покрытия и основного материала регламентируется ГОСТ 16875—71.

При измерении покрытий применяют толщиномеры различ­ных конструкций.

Химические методы — методы струи, капли, снятия.

Метод струи основан на растворении покрытия раствором, ко­торый вытекает на поверхность детали в виде струи с определен­ной скоростью. Расчет толщины покрытия производят по време­ни, затраченному на растворение покрытия (струйно-периодиче- ский метод), или по объему раствора, израсходованному на растворение покрытия (струйно-объемный метод).

Метод капли основан на том, что покрытие растворяют кап­лями раствора, который наносят на поверхность и выдерживают в течение определенного времени. Толщину покрытия рассчиты­вают по числу капель, затраченных на растворение покрытия.

Метод снятия основан на растворении покрытия в растворе, который не действует на основной металл изделия или детали.

Структуру и свойства металлов исследуют с помощью различ­ных методов: термического, микроструктурного, механических испытаний, определения теплопроводности, электропроводности н др. По совокупности результатов исследований определяют свойства металлов.

Основы производства металлических товаров Литье

Литье — изготовление изделий из заготовок путем заполнения жидким металлом форм, в которых он затвердевает. Литые изде­лия изготовляют из чугуна, стали и сплавов цветных металлов.

Методы литья разнообразны: кокильное, центробежное, под давлением, по выплавляемым моделям, в земляные формы.

Кокильное литье — это литье в металлические формы (коки- ли). Формы для литья изготовляют из чугуна или стали. При кокильном литье отливки имеют более точные размеры, мелко­зернистую структуру, повышенные механические свойства спла­вов. Литье в кокиль применяют для изготовления из чугуна и цветных сплавов посуды, деталей двигателей внутреннего сгора­ния автомобилей, мотоциклов, электродвигателей и т. д.

Недостатком этого метода является трудность изготовления изделий сложной формы и крупногабаритных.

Центробежное литье — расплавленный металл заливают во вращающуюся форму, расположенную горизонтально или верти­кально. Жидкий металл под действием центробежной силы при­жимается к стенкам формы и, охлаждаясь, затвердевает. После застывания металла готовые отливки извлекают из форм.

Литье под давлением — жидкий металл заливают в металли­ческие формы под давлением. Полученные этим методом детали имеют чистую поверхность, поэтому не нужна дополнительная механическая обработка, и высокую прочность. Литьем под дав­лением изготовляют детали размерами до 300 мм, с резьбой, от­верстиями, выступами, в том числе небольшие детали для швей­ных машин, измерительных приборов, замков и т. д.

Литье по выплавляемым моделям — металл заливают в спе­циальные формы, изготовленные по выплавляемым моделям. Этим методом изготовляют режущие инструменты, детали машин, хо­лодильников, автомобилей, радио- и электротоваров, метчики, сверла, гаечные ключи и т. д.

Литье в земляные формы. Формы изготовляют из песка с до­бавлением глины и других специальных веществ по моделям, имеющим конфигурацию изделий.

Дефектами литья являются раковины, трещины, рыхлота, по­ристость, спай, коробление. Раковины бывают газовые, песчаные, усадочные и шлаковые.

Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением основана на их пластичности. В процессе обработки детали придают необходимую форму путем пластической деформации ее. Основные виды обработки металлов давлением — прокатка, волочение, ковка, штамповка, обработка на давильных станках.

Прокатка осуществляется обжатием заготовки между враща­ющимися валками, установленными на прокатных станах. При этом изменяется форма.

Волочение заключается в протягивании катаного либо прес­сованного холодного прутка (или трубы) через матрицу с отвер­стием, несколько меньшим, чем размер сечения обрабатываемого материала.

Ковкой называется обработка металла, находящегося в плас­тическом состоянии, статическим или динамическим давлением. При ковке изменяется как внешняя форма, так и структура ме­талла. Применяют ручную, но главным образом машинную ковку, осуществляемую на ковочных молотах и прессах. Основными опе­рациями ковки являются осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка, скручивание.

Осадкой называется операция, в результате которой размеры поперечного сечения заготовки увеличиваются за счет уменьше­ния ее высоты.

При протяжке длина заготовки увеличивается за счет умень­шения ее поперечного сечения.

Прошивкой получают отверстия в заготовке: глухие — путем выдавливания в тело заготовки прошивня, размеры и форма ко­торого должны соответствовать размерам и форме получаемого отверстия; сквозные — удалением пробиваемой части металла в отход. Прошивку сквозного отверстия называют также пробив­кой.

Отрубка — разделение заготовки на части. Причем отделение части материала по наружному контуру заготовки называется обрезкой, по внутреннему контуру — вырубкой.

Штамповка — обработка горячего или холодного металла дав­лением в специальных штампах. При штамповке достигается большая точность размеров и чистота поверхности, чем при сво­бодной ковке.

Обработка металла на давильных станках. Этим способом из­готовляют изделия, имеющие форму тел вращения,— вазы, куб­ки, кувшины и др. Для получения этих изделий из листа металла вырубают заготовки в виде круга, а затем формуют их в несколь­ко стадий. Кроме того, этим методом изготовляют также узкие горловины в бидонах, чайниках и других изделиях, вырабаты­ваемых из листовой стали штамповкой и вытяжкой.

При обработке металлов методами давления могут возни­кать разнообразные дефекты. Открытые дефекты — это тре­щины открытые, кривизна изделия, гофры, раковины, пузыри п т. д.

К закрытым относятся такие дефекты, как внутренние трещи­ны, волосовины, пережог, хрупкость металла, температурные напряжения и др. Трещины открытые — это рванины; кривизна изделий — изгиб местный или по всему изделию; гофры — высту­пы правильной формы; внутренние трещины — раковины, нахо­дящиеся внутри изделия; волосовины — тонкие, узкие и глубо­кие трещины.

Обработка металлов резанием

Обработкой металлов резанием называют последовательное среза­ние с заготовки слоя металла (припуска на обработку) для по­лучения детали заданной формы, точности и качества обработан­ных поверхностей.

Различают следующие основные методы обработки резанием: точение, сверление, строгание, долбление, протягивание, зубона- резание, шлифование, зенкерование, развертывание, фрезерова­ние.

Точение — обработка заготовок снятием стружки с помощью резцов на токарных станках для придания изделиям нужной формы и размеров.

Сверление — получение отверстий с помощью сверла на то- карпых или сверлильных станках.

Фрезерование — обработка металлических заготовок снятием стружки на фрезерных станках с помощью фрез.

Строганием называется обработка металлических заготовок снятием стружки на станках с помощью строгального резца. Строгание применяется для обработки плоскостей, пазов, усту­пов и фасонных линейчатых поверхностей.

Долблением изготовляют шпоночные канавки, пазы отверстия.

Протягивание — обработка с помощью протяжек на протяж­ных станках. Этим способом обрабатывают сквозные отверстия разной формы и наружные поверхности различного профиля.

Зубонарезание — нарезание зубчатых колес всех видов: с за­готовки зубчатого колеса удаляется материал с целью получения впадин (канавок) между зубьями.

Шлифование — это процесс резания абразивными режущими инструментами различных металлов и материалов, начиная от са­мых мягких (алюминий) и кончая металлокерамическими твер­дыми сплавами. Абразивными инструментами шлифуют как на­ружные, так и внутренние цилиндрические, конические и фасон­ные поверхности.

Методы соединения деталей

Детали соединяют сваркой, пайкой, клепкой.

Сварка — соединение металлических деталей путем местного нагрева с доведением металла до пластического или жидкого состояния. При затвердевании кромки металлов свариваются, образуя прочное соединение.

Пайка — технологический процесс соединения металлов меж­ду собой посредством металлической прослойки, называемой при­поем.

При пайке основной металл находится в твердом состоянии, а припой — в расплавленном.

Клепкой называется соединение деталей с помощью закле­пок, которые состоят из стержня и головки. Заклепку вставляют в отверстия соединяемых деталей и расклепывают второй конец стержня. Применяют клепку в замках, задвижках, при изготов­лении ножей, посуды и т. д.