Міністерство освіти і науки молоді та спорту України.

Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова Херсонська філія

Тема: Технологічні методи підвищення зносостійкості і надійності деталей

Реферат

З дисципліни «Триботехника і основи надійності машин»

Підготував:

Студент групи 3121

Кулініч О.О.

Перевірив:

Викладач

Матвієнко М.В.

Херсон 2013

Зміст

1. Хіміко-термічна обробка стали

2. Технологічні способи підвищення надійності та довговічності машин 2. 1. Зміцнення деталей машин пластичним деформуванням поверхневого шару.

   1. Фізичні основи зміцнення

   2. Дробоструйна обробка деталей машин

   3. Зміцнення відцентрово-кульковим наклепкою

   4. Зміцнення обкаткою роликами і пружними кульками

   5. Зміцнення карбуванням і гострінням

   6. Зміцнення наклепкою деталей машин, що мають отвір

   1. Зміцнення термічними і хіміко-термічними способами

   2. Нанесення покриттів на поверхні деталей машин

1.Хіміко-термічна обробка стали

Хіміко-термічна обробка стали - сукупність операцій термічної обробки з насиченням поверхні виробу різними елементами (вуглець, азот, алюміній, кремній, хром і ін) при високих температурах.

Поверхневе насичення стали металами (хром, алюміній, кремній і ін), які утворюють із залізом тверді розчини заміщення, більш енергоємне і триваліша, ніж насичення азотом і вуглецем, що утворюють із залізом тверді розчини впровадження. При цьому дифузія елементів легше протікає в решітці альфа-залізо, ніж у більш плотноупакованной решітці гамма-залізо.

Хіміко-термічна обробка підвищує твердість, зносостійкість, кавитационную, корозійну стійкість. Хіміко-термічна обробка, створюючи на поверхні виробів сприятливі залишкові напруження стиску, збільшує надійність, довговічність.

Цементація стали - хіміко-термічна обробка поверхневим насиченням маловуглецевої (С <0,2%) або легованих сталей при температурах 900 ... 950 ° С - твердим < em> (цементація твердим карбюризатором), а при 850 ... 900 ° С - газоподібним ( газова цементація) вуглецем з наступним загартуванням і відпусткою. Мета цементації і наступної термічної обробки - підвищення твердості, зносостійкості, також підвищенням меж контактної витривалості поверхні виробу при в'язкої серцевині, що забезпечує витривалість вироби в цілому при вигині і кручення.

Деталі, призначені для цементації, спочатку очищають. Поверхні не підлягають науглероживания, покривають спеціальними запобіжними протівоцементнимі обмазками.

1. першого складу найпростішої обмазки: вогнетривка глина з додаванням 10% азбестового порошку, вода. Суміш розводять до консистенції густої сметани і наносять на потрібні ділянки поверхні виробу. Після висихання обмазки можна виробляти подальшу цементацію вироби.

2. другий склад застосовуваної обмазки: каолін - 25%, тальк - 50%: вода - 25%. Розводять цю суміш рідким склом або силікатним клеєм.

Цементацію роблять після повного висихання обмазки. Речовини, які входять до складу обмазки, називають карбюризаторами. Вони бувають тверді, рідкі та газоподібні.

В умовах домашньої невеликої майстерні зручніше здійснювати цементацію за допомогою пасти. Це цементація у твердому карбюризаторе. До складу пасти входять: сажа - 55%, кальцинована сода - 30%, щавлевокислий натрій - 15%, вода для утворення сметанообразной маси. Пасту наносять на потрібні ділянки вироби, дають висохнути. Потім виріб поміщають в піч, витримуючи при температурі 900-920 ° С протягом 2-2,5 годин. При використанні такої пасти цементація забезпечує товщину науглероженного шару 0,7-0,8 мм.

Рідинна цементація також можлива в невеликій майстерні за наявності печі-ванною, в якій і відбувається коксування інструментів та інших виробів. До складу рідини входять: сода - 75-85%, 10-15% хлористого натрію, 6-10% карбіду кремнію. Піч-ванну наповнюють цим складом і занурюють виріб або інструмент. Процес протікає при температурі 850-860 ° С протягом 1,5-2 годин; товщина науглероженного шару досягає при цьому 0,3-0,4 мм.

Газову цементацію виробляють в суміші розпечених газів, що містять метан, окис вуглецю в спеціальних камерах при температурі 900-950 ° С, і тільки у виробничих умовах. Після цементації деталі охолоджують разом з піччю, потім загартовують при 760-780 ° С е остаточним охолодженням у маслі.

Азотування стали - хіміко-термічна обробка поверхневим насиченням стали азотом шляхом тривалої витримки її при нагріванні до б00 ... 650 ° С в атмосфері аміаку NН ₃. Азотований сталі володіють дуже високою твердістю (азот утворює різні сполуки із залізом, алюмінієм, хромом і іншими елементами, що володіють більшою твердістю, ніж карбіди). Азотований стали мають підвищену опірність корозії в таких середовищах, як атмосфера, вода, пар.

Азотований стали зберігають високу твердість, на відміну від цементованних, до порівняно високих температур (500 ... 520 ° С). Азотований вироби не коробляться при охолодженні, так як температура азотування нижче, ніж цементації. Азотування сталей широко застосовують у машинобудуванні для підвищення твердості, зносостійкості, межі витривалості і корозійної стійкості відповідальних деталей, наприклад, зубчастих коліс, валів, гільз циліндрів.

Нітроцементації (ціанування) стали - хіміко-термічна обробка з одночасним поверхневим насиченням виробів азотом і вуглецем при підвищених температурах з подальшими загартуванням і відпусткою для підвищення зносо-та корозійної стійкості , а також втомної міцності. Нітроцементація може проводитися в газовому середовищі при температурі 840 .. 860 ° С - нітроціанірованіе, у рідкому середовищі - при температурі 820 ... 950 ° С - рідинне ціанування у розплавлених солях , що містять групу NaCN.

Нітроцементація ефективна для інструментальних (зокрема, швидкорізальних) сталей; вона використовується для деталей складної конфігурації, схильних до викривлення. Проте, оскільки цей процес пов'язаний з використанням токсичних ціанистих солей, він не знайшов широкого поширення.

Борирование стали - хіміко-термічна обробка насиченням поверхневих шарів сталевих виробів бором при температурах 900 ... 950 ° С. Мета борування - підвищення твердості, зносостійкості і деяких інших властивостей сталевих виробів. Дифузійний шар товщиною 0,05 ... 0,15 мм, що складається з боридів FeB і Fе ₂ В, володіє вельми високою твердістю, стійкістю до абразивного зношування і корозійною стійкістю. Борирование особливо ефективно для підвищення стійкості (в 2 ... 10 разів) бурового і штампового інструментів.

Цинкування (Zn), алюминированое (Аl), хромування (Сr), силицирование (Si) сталей виконуються аналогічно цементації з метою надання виробам із сталі деяких цінних властивостей: жаростійкості, зносостійкості, корозійної стійкості. В даний час все більшого поширення набувають процеси багатокомпонентного дифузійного насичення.