6.1. Общие сведения

Основной причиной отказа сборочных единиц и типовых соединений является износ. Поэтому перед работниками локомотиворемонтных предприятий возникает вопрос: как вернуть начальные размеры, геометрическую форму и поверхностные свойства детали? Эту задачу можно решить двумя принципиально различными путями:

– изменением номинального (первоначального) размера детали с целью получения нормальной геометрической формы, что достигается, как правило, механической обработкой поврежденной поверхности;

– восстановлением нормальных размеров и формы деталей путем наращивания их поверхности различными способами, с последующей механической, тепловой или химико-термической обработкой. Наиболее распространенными являются следующие способы восстановления деталей: пластической деформацией; обработкой под ремонтный размер; постановкой добавочной детали; сваркой и наплавкой; металлизацией; электроэрозийной обработкой; гальваническими покрытиями; напеканием порошков и полимерными материалами. Ниже будут рассмотрены способы, которые не изучались в курсе «Технология конструкционных материалов».

6.2. Пластическая деформация (за счет давления)

При этом способе используются пластические свойства металла. Существуют три метода обработки деталей давлением: осадка, раздача и обжатие (рис. 6.1).

а б в

Рис. 6.1. Схемы восстановления деталей давлением: а – осадка; б – раздача; в – обжатие

При раздаче и обжатии совпадает направление силы и деформации. При осадке не совпадает направление силы и деформации. При обработке давлением необходимо выдержать температурный режим. Обработка давлением, протекающая при температуре меньше температуры рекристаллизации и вызывающая упрочнение (наклеп), называется холодной обработкой. Рекристаллизация – изменение структуры металла в результате его нагрева. Обработка, протекающая при температуре более температуры рекристаллизации, при которой металл имеет структуру без следов упрочнения, называется горячей обработкой. Минимальная температура рекристаллизации определяется по формуле

t = 0,4 t_ПЛ, (6.1)

где t_ПЛ – температура плавления металла.

При горячей обработке механические свойства металла детали зависят от температуры начала и конца обработки, т. е. от температурного интервала. Начальная температура не должна вызывать пережога или перегрева, конечная – наклепа.

Например, для углеродистой стали с содержанием углерода до 0,3 % t _Н = (12001150) С, t _К = (800850) С.

Для пламенных печей время нагрева определяется как

Т = КД , (6.2)

где К – коэффициент, для углеродистых сталей К = 12,5, для легированных К= 25; Д – диаметр детали.

Для уменьшения количества углерода и образования окалины, особенно цементированных поверхностей, нагрев желательно вести в среде, обогащенной углеродом, например, в ящиках с карбюризатором. После обработки для снятия внутренних напряжений и улучшения пластических свойств детали необходимо выполнить термообработку: отжиг или нормализацию.

Примеры восстановления деталей давлением: пальца шатуна – раздачей, втулки верхней головки шатуна – обжатием.

Преимущества данного способа: восстановление не требует дополнительного металла, он прост и позволяет экономить цветные металлы и высококачественные стали. Применение способа ограничивается наличием в детали необходимого запаса металла.