12 Виды термической обработки в производстве деталей и ее описание

Термическая обработка заключается в нагреве металла (изделия) до определенной температуры, выдержке и последующем охлаждении с различной скоростью. Такой обработке подвергают как черные, так и цветные металлы и их сплавы. Возможность применения термообработки и ее эффективность определяются характером превращений в металле в твердом состоянии (полиморфном, эвтектоидом, переменной растворимостью компонентов и фаз и т.д.).

Различают следующие основные вилы термической обработки: отжиг 1 рода, отжиг II рода, закалку и отпуск.

Отжиг 1 рода не обусловлен фазовыми превращениями, поэтому может быть применен для любых металлов и сплавов.

Различают следующие разновидности отжига I рода.

Диффузионный отжиг устраняет химическую неоднородность в слитках и отливках.

Рекристаллизационный отжиг устраняет наклеп — упрочнение и увеличение хрупкости металла, которые возникают при холодной обработке давлением.

Отжиг для уменьшения остаточных напряжений, возникающих в изделиях при обработке давлением или резанием, в сварных конструкциях, отливках, осуществляется при температуре несколько ниже температуры рекристаллизации данного металла и применяется с целью предотвращения коробления и стабилизации размеров изделия, снижения его склонности к хрупкому разрушению.

Отжиг II рода применяют для сплавов, претерпевающих при нагреве и охлаждении фазовые превращения.

Отжиг стали подразделяют па полный и неполный; разновидностью отжига стали является нормализация.

Полному отжигу подвергают отливки, поковки, сварные узлы из Доэвтектоидных сталей для устранения в них крупнозернистости 11 других пороков структуры, а также для уменьшения твердости и остаточных напряжений.

Неполный отжиг способствует улучшению обрабатываемости стали резанием.

Закалка, как и отжиг II рода, применяется для сплавов, претерпевающих при нагреве и охлаждении фазовые превращения.. Закалке в основном подвергают сплавы железа — стали, чугуны. Наряду с ними закаливают и сплавы на основе цветных металлов: алюминия, меди, титана, никеля.

Для обеспечения необходимой скорости охлаждения стали (определяемой ее составом) применяют различные охлаждающие среды: воду, минеральное масло.

В результате закалки в стали образуется так называемая мартенситная структура, обладающая наибольшей прочностью и твердостью (НВ=600), но низкой ударной вязкостью.

Отпуску подвергают закаленную сталь с целью повышения ее ударной вязкости и пластичности, уменьшения твердости и внутренних напряжений.

Низкий отпуск (150...250 °С) применяют для изделий, которые должны обладать высокой твердостью (НВ « 600), например режущие инструменты, не подвергающиеся ударным нагрузкам (напильники, плашки, метчики и т. д.). Среднему отпуску (350...400 °С) подвергают изделия, которые должны обладать высокой упругостью и прочностью при достаточной вязкости, например пружины, рессоры.

13 Нанесение защитных покрытий на детали и методы их нанесения

Защитные покрытия используют в противокоррозионной практике для изоляции металла от агрессивной среды. Чтобы обеспечить хорошую защиту от коррозии покрытие должно быть сплошным, иметь хорошее сцепление с основным металлом, быть непроницаемым для агрессивной среды, равномерно распределятся по поверхности, обладать высокой износостойкостью, жаростойкостью и твердостью (в отдельных случаях).

Подготовка поверхности перед нанесением защитного покрытия обязательна. На чистый металл, без каких-либо загрязнений, слой металла, ЛКМ и т.д. ложится равномерно, хорошо сцепляясь с поверхностью, и в дальнейшем не отслаивается. Даже самое хорошее и качественное покрытие не будет обладать высокими защитными свойствами, если неправильно произведена предварительная подготовка поверхности! Подготовка поверхности металла очень сильно влияет на коррозионную стойкость изделия.

Подготовка поверхности металла включает в себя очистку от жировых загрязнений, оксидных пленок, грязи. Осуществляется подготовка поверхности следующими способами: механической очисткой, обезжириванием и травлением. Иногда достаточно лишь одного метода удаления загрязнений, в других же случаях – применяются все. Каждый этап очистки, в зависимости от тяжести загрязнения, может повторяться несколько раз, например, стальные болты, которые хранились в смазочных материалах, могут подвергать процессу обезжиривания два-три раза.

ЛКМ подразделяются на следующие группы:

•краска;

•эмаль;

•лак;

•грунтовка;

•шпаклевка;

•антисептик.

Грунтовка - состав, наносимый первым слоем на подготовленную к окраске поверхность для создания надёжного сцепления верхних (кроющих) слоёв покрытия с окрашиваемой поверхностью и выравнивания её впитывающей способности. От окрашивающих составов грунтовки отличаются меньшим содержанием пигментов.

Кроме того, грунтовки могут выполнять и другие функции: защищать металл от коррозии, «выявлять» текстуру дерева, перекрывать поры и другие дефекты окрашиваемой поверхности, а также обеспечивать адгезионное сцепление в системах антикоррозионной защиты металла, дерева и бетона.

Грунтовки готовят на основе природных или синтетических, жидких или твёрдых плёнкообразующих веществ - олиф, алкидных смол, мочевиноформальдегидных смол, эпоксидных смол и др.; твёрдые плёнкообразующие материалы применяют в виде концентрированных растворов или дисперсий в органических растворителях или в воде. Многие грунтовки содержат в своём составе пигменты (железный или свинцовый сурик, цинковый крон), а иногда и наполнители (тальк, слюда, мел). На окрашиваемую поверхность грунтовку наносят шпателем, кистью, распылением и другими способами.

Эмали служат для защиты от выцветания различных поверхностей.

Покраску узлов и деталей производили в окрасочном цехе, а покраску всего самолета производили в цехе 16.

Нанесение гальванических покрытий – один из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии. Качество гальванического покрытия очень сильно влияет на качество готовых изделий, их долговечность и эксплуатационные характеристики. Гальванически нанесенный слой металла также может значительно повысить износостойкость основного изделия, его электропроводность и многие другие важные показатели.

Получают гальванические покрытия путем выделения металла из раствора его солей под действием электрического тока. При этом в качестве анода выступает вспомогательный электрод, который подключается к положительному полюсу источника тока. Катод – это сама деталь, на которую наносится гальваническое покрытие.

14 Технические условия поставки детали на сборку

Перед тем как отправить деталь на сборку, после ее изготовления и покрытия, эту деталь отправляют на контроль.

Контролю подлежат исходные материалы, качество подготовки поверхности, соответствие размеров деталей и заготовок размерам на чертеже, режимы термической обработки, качество поверхности, правильность расположения отверстий и других конструктивных элементов.

Также детали проверяют на наличие примесей, дефектов и различных концентраторов напряжений с помощью ультразвуковых дефектоскопов. Данные проверки производят по всему заводу для исключения брака на всех стадиях производства.

По маркировке детали, указанной контролером на бирке, подготовитель подписывает каждую деталь в связке, подсчитывает их, упаковывает в бумагу и затем заполняет нормативный документ. Каждый набор деталей расфасовывают по ящикам и перевозят в цеха-потребители.

Контроль деталей не выполняется в цехе заготовительного штамповочного производства. Детали, не прошедшие контроль, отправляют обратно в цех для доработки.

15 Возможный брак и его предупреждение

Брак может быть исправимым и неисправимым.

Неисправимый брак встречается на стадии термической обработки. Основным условием предотвращения брака при термической обработке является строгое соблюдение технологии процесса. Неисправимый брак связан с нарушением химического состава поверхностных слоев металла при окислении, а также с нарушением структуры (пережогом) и сильным короблением изделия. В таблице 1 приведены виды брака при термической обработке и меры его предупреждения.

Таблица 1 - Виды брака при термической обработке и меры его предупреждения

Вид брака	Причина	Меры предупреждения
Внешние и внутренние трещины (внешние и внутренние разрывы металла)	Неправильный выбор закалочной среды	Соблюдение технологии процесса
	Несвоевременный отпуск	Сокращение промежутка времени между закалкой и отпуском
	Резкая закалка	Применение ступенчатой закалки и прерывистого охлаждения в двух охладителях
	Недостаточная защита опасных мест при закалке детали с различным сечением и сложной конфигурацией	Изолирование асбестом отверстия у краев, уменьшение или ликвидация резких переходов на детали
Сильное окисление (значительный слой окалины на поверхности детали)	Нагрев в окислительной атмосфере	Проведение нагрева в контролируемой атмосфере
	Завышенное время выдержки при нагреве	Соблюдение технологии процесса
Обезуглероживание (выгорание с поверхности)	Завышенное время выдержки при нагреве	Соблюдение технологии процесса
Оплавление	Слишком высокая температура нагрева	Соблюдение технологии процесса
	Завышенное время выдержки при нагреве	Соблюдение технологии процесса
Крупнозернистая микроструктура	Нагрев выше заданной температуры	Соблюдение технологии процесса
	Завышенное время выдержки	Соблюдение технологии процесса

Потери от брака приводят к увеличению себестоимости продукции, уменьшению ее выпуска, увеличению расхода металла и дезорганизации производства.

Очень важно своевременно обнаружить брак и предупредить в дальнейшем его появление.