
- •Определение предмета, его цели, задачи и место в подготовке дипломированного специалиста.
- •Диффузионная сварка
- •Классификация композиционных материалов
- •1. Физико-технологические основы получения композиционных материалов
- •Изготовление резиновых деталей и полуфабрикатов
- •Формовочные и стержневые материалы и их свойства.
- •Литье по выплавляемым моделям
- •Формовочные и стержневые материалы и их свойства.
- •Электрошлаковое литье заготовок
- •Исходные материалы металлургического производства: руда, топливо, флюсы, раскислители.
- •Производство чугуна.
- •Прямое восстановление железа.
- •Способы производства заготовок деталей машин: горячая объемная штамповка, холодная штамповка, листовая штамповка.
- •Влияние технологии обработка давлением на свойства материалов.
- •Выбор способа получения штамповок.
- •Способы получения порошков.
- •Формование порошков. Спекание. Напыление материалов.
- •Понятие неразъемного соединения: сварка, пайка, склеивание.
- •Классификация видов сварки.
- •Физико-химические основы свариваемости.
- •Электродуговая сварка.
- •Строение и свойства электрической дуги.
- •Ручная дуговая сварка.
- •Автоматическая сварка под флюсом.
- •Сварка в среде защитных газов.
- •Электрошлаковая сварка.
- •Лазерная сварка.
- •Ультразвуковая сварка
- •Сварка взрывом.
- •Способы пайки
- •Получение неразъемных соединений склеиванием.
- •Формовочные и стержневые материалы и их свойства.
- •Основы технологии формообразования поверхностей деталей механической обработкой.
- •Тепловые явления при резании металлов.
- •Режимы резания
- •Геометрия инструмента.Лезвиные инструменты:сверла,фрезы,строгальные резцы
- •Электрофизические и электрохимические методы обработки
1. Физико-технологические основы получения композиционных материалов
Компоненты композиционного материала различны по геометрическому признаку: компонент, обладающий непрерывностью по всему объему, называют матрицей; компонент прерывный, разделенный в объеме композиционного материала, считают армирующим или упрочняющим.
В качестве матриц в композитах могут быть использованы металлы и их сплавы, а также полимеры органического или неорганического происхождения, керамические, углеродные и другие материалы. Свойства матрицы определяют технологические параметры процесса получения композиции и ее эксплуатационные характеристики: плотность, удельную прочность, рабочую температуру, сопротивление усталостному разрушению и воздействию агрессивных сред.
Армирующие компоненты равномерно распределены в матрице. Они, как правило, обладают высокими прочностью, твердостью и модулем упругости, превосходящими эти показатели у матрицы.
Свойства композиционных материалов зависят не только от физико-химических свойств компонентов, но и прочности связи между ними. Обычно компоненты выбирают со свойствами, значительно отличающимися друг от друга. Высокая надежность в работе конструкций из композиционных материалов связана с особенностями распространения в них трещин. В обычных сплавах трещина развивается быстро, и скорость роста ее в период работы детали возрастает. В композиционных материалах трещина обычно возникает и развивается в матрице и, встречая на своем пути армирующий элемент, прекращает свое развитие.
Выбор метода получения композиции из различных сочетаний матрицы и армирующего компонента определяется рядом факторов: размерами, профилем и природой исходных материалов матрицы и упрочнителя; возможностью создания прочной связи на границе раздела матрица-упрочнитель; возможностью получения равномерного распределения упрочнителя в матрице; возможностью совмещения процессов получения композита и изготовления из него деталей; экономичностью процесса.
Комбинированные заготовки. При изготовлении заготовок сложной конфигурации значительный экономический эффект дает изготовление отдельных элементов заготовки прогрессивными методами (штамповка, отливка, сортовой и фасонный прокат) с последующим соединением этих элементов сваркой или другими способами. В сельскохозяйственных машинах сварку применяют: при изготовлении рам, колес, и т.д.
Изготовление резиновых деталей и полуфабрикатов
Резины - это пластмассы с редкосетчатой структурой, в которых связующим выступает полимер, находящийся в высокопластическом состоянии.
В качестве связующих используются натуральные и синтетические каучуки, обладающие высокой пластичностью. Чистый каучук, ползущий даже при комнатной температуре не может применяться в готовых изделиях. Для повышения упругих и других физико-механических свойств в каучук вводят специальные химические вещества - вулканизаторы.
Получаются резины различной твердости - мягкие, средней твердости, твердые.
Технология приготовления резиновых смесей состоит из ряда операций: подготовки ингредиентов, смешивания и получения полуфабрикатов требуемой формы. Подготовка ингредиентов включает нарезание каучука на куски и пластифицирование путем многократного пропускания через нагретые до 40-500С валки. Смешивание проводят в резиносмесителях или на вальцовочных машинах. Полученная масса подвергается каландированию на специальных машинах - каландрах. В результате получается сырая резина в виде листов или лент определенной толщины. Эти листы наматывают на деревянные бобины, на которых они могут храниться при 5-200С до 3-6 месяцев.
Из сырой резины методами прессования и литья под давлением изготавливают детали требуемой формы и размеров. Прессованием получают детали из сырой резины в специальных прессформах на гидравлических прессах, как в холодном, так и в горячем состоянии. В последнем случае вулканизация протекает одновременно с формовкой. Этим способом можно получить кольца, муфты и другие изделия.
Более прогрессивным методом является литье под давлением, в котором форма заполняется предварительно разогретой пластичной сырой резиновой смесью под давлением 30-150 МПа. Прочность резиновых изделий увеличивают армированием стальной проволокой, сеткой, капроном и другими материалами.
Завершающей стадией является вулканизация, обеспечивающая повышение прочности и упругости резины.
Литейное производство.
Сущность литейного производства.
Литейное производство - отрасль машиностроения, изготавливающая заготовки или детали (отливки) заливкой расплавленного металла (расплава) заданного химического состава в полость литейной формы, имеющей конфигурацию отливки. При охлаждении, расплав затвердевает и сохраняет конфигурацию полости формы. Литьем можно изготавливать изделия очень сложной конфигурации, которые другими видами обработки - ковкой, штамповкой, сваркой - получить трудно или невозможно.
Роль литья в машиностроении и перспективы его развития.
Литейное производство является основной базой машиностроительного комплекса и его развитие зависит от темпов развития машиностроения в целом. Литейное производство России является основной базой машиностроительного комплекса и его развитие зависит от темпов развития машиностроения в целом. Перспективы развития литейного производства определяются потребностью в литых заготовок, их динамикой производства, авторитетом литейных технологий и конкурентной способностью среди развитых зарубежных стран. Литейное производство в России занимает лидирующее положение среди таких заготовительных баз машиностроения, как сварка и кузница.
Понятие об отливках.
Отливка-заготовка изделия, реже готовое изделие, полученное при заливке жидкого материала в литейнуюформу , в которой он затвердевает. О. подразделяются на полуфабрикаты чушки,предназначенные для последующей переплавки, слитки, обрабатываемые давлением; фасонные О.,подвергаемые, как правило, обработке резанием; готовые изделия, которые только очищаются илиокрашиваются. Материалами для О. могут быть любые металлы и их сплавы, а также горные породы,шлаки, стекло, пластмассы и т.п.
Литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадка, ликвация.
Жидкотекучесть - это способность жидких металлов и сплавов течь по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить рельеф отливки. Жидкотекучесть сплава зависит от :
1)температурного интервала кристаллизации;
2)температуры заливки и формы;
3)свойств формы;
4)вязкости;
5)Поверхностного натяжения расплава;
Усадка - это свойство литейных сплавов уменьшаться в объеме и линейных размерах при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. На величину усадки влияют, прежде всего, химический состав сплава, температура заливки и свойства литейной формы. С повышением температуры заливаемого сплава усадка отливки увеличивается. Различают линейную и объемную усадку.
Линейная усадка -это уменьшение линейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры заливки до температуры окружающей среды:
Объемная усадка - это уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной форме
Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин, трещин и короблений.
Усадочные раковины- сравнительно крупные полости, расположенные в местах отливки ,затвердевающих последними.
Усадочная пористость – рассредоточенное скопление пустот, образовавшихся в отливке в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевают последними без доступа к ним расплава.
Предупредить образования усадочных раковин и пористости позволяет установка в литейную форму наружных или внутренних холодильников.
Ликвация - это неоднородность химического состава по сечению отливки. Ликвация возникает в процессе затвердевания отливки из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его жидкой и в твердой фазах. Чем больше это различие, тем неоднороднее распределяются компоненты.
Литейная технологическая оснастка.
Технологическая оснастка литейного производства - средства технологического оснащения, дополняющие литейное технологическое оборудование для выполнения определенной части процесса получения отливок. К литейной оснастке по ГОСТ 17819-84* относятся литейные формы, стержни, модели и другие средства технологического оснащения.
Литниковая система
Литниковая система — это совокупность каналов и элементов литейной формы, предназначенных для подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечения ее заполнения и питания отливки при затвердевании. Основными элементами литниковой системы являются литниковая чаша (в кокилях воронка), стояк, шлакоуловитель (в кокилях литниковый ход), питатель, выпор или прибыль.
Литниковая чаша — элемент литниковой системы для приемки и подачи расплава в форму; ослабляет динамический напор свободно падающей струи расплава, уменьшает или полностью предотвращает разбрызгивание расплава, снижает скорость течения расплава в каналах литниковой системы, частично задерживает шлаки и другие неметаллические включения. Для задержки шлака на дне литниковой чаши устраивают один или два порога, перегородку, иногда отверстия стояка в литниковой чаше перекрывают сеткой. Сетка может быть керамической, выполненной из песчаной смеси в виде сухого стержня, или из термостойкой ткани.
Стояк — элемент литниковой системы для подачи расплавленного металла из литниковой чаши (или воронки) к другим элементам системы или непосредственно в рабочую полость формы. Стояк выполняют в стержне (рис. 7, б) или кокиле (рис. 7, г) вертикально или наклонно, иногда в кокилях (рис. 7, е) в виде изогнутого канала, особенно при литье цветных сплавов для снижения скорости течения расплава.
Шлакоуловитель — элемент литниковой системы для задержания шлака и подачи расплавленного металла от стояка к питателям. В литниковых системах для литья в кокили вместо шлакоуловителя применяют в основном литниковый ход.
Литниковый ход — элемент литниковой системы для подачи расплавленного металла к питателям или непосредственно в полость формы. Литниковый ход шлака не задерживает, имеет, как и шлакоуловитель, трапецеидальное и реже круглое поперечное сечение, размещается в горизонтальной плоскости в стержне или стенках (а) кокиля по их разъему.
Питатель— элемент литниковой системы для подвода расплавленного металла в полость литейной формы от стояка, шлакоуловителя или литникового хода. Питатель выполняют в виде короткого канала, который в поперечном сечении имеет трапецеидальную и реже круглую, овальную или щелевидную форму.
Выпор— элемент литниковой системы для вывода газов из полости, контроля заполнения формы расплавом и, в некоторых случаях, для питания отливки при ее затвердевании. Заполнение формы расплавом определяют по появлению его в верхней части выпора.