- •Раздел 1. Основы металлургического производства
- •1.1. Материалы, применяемые в машино- и приборостроении
- •1.2. Общие сведения о металлургическом производстве
- •1.2.1. Основы производства черных металлов
- •1.2.1.2.4.1. Дуговая плавильная электропечь
- •1.2.1.2.4.2. Индукционная плавильная электропечь
- •1.2.2. Основы производства цветных металлов
- •Раздел 2. Технология литейного производства
- •2.1. Место, значение и перспективы развития литейного производства в машиностроении
- •2.2. Общая технологическая схема изготовления отливки
- •2.3. Способы получения отливок и факторы выбора способов
- •2.4. Поколения и разновидности литейных форм
- •2.5. Изготовление отливок в разовых толстостенных формах
- •2.5.1. Понятие об устройстве формы
- •2.5.2. Модельный комплект
- •2.5.3. Формовочные и стержневые смеси
- •2.5.4. Изготовление полуформы
- •2.5.5. Особенности изготовления стержней
- •2.5.6. Отделка полуформ и стержней и их сборка
- •2.5.7. Некоторые технологии изготовления форм
- •2.5.8. Заполнение форм расплавом
- •2.5.9. Удаление отливок из форм и стержней из отливок
- •2.5.10. Финишные операции обработки отливок
- •2.6. Изготовление отливок в разовых тонкостенных (оболочковых) формах
- •2.7. Другие методы литья по разовым моделям
- •2.8. Изготовление отливок в многократных формах
- •2.8.1. Изготовление отливок в металлических формах (кокилях)
- •2.8.2. Изготовление отливок в металлических формах под высоким давлением
- •2.8.3. Литьё выжиманием
- •2.8.4. Непрерывное литьё
- •2.8.5. Электрошлаковое литьё
- •2.9. Литьё под регулируемым давлением
- •2.10. Литьё намораживанием
- •2.11. Центробежное литьё
- •2.12. Суспензионное литье
- •2.13. Литейные сплавы
- •2.13.1. Понятие о литейных сплавах
- •2.13.2. Литейные свойства сплавов
- •2.13.3. Механические свойства
- •2.13.4. Физические и химические свойства
- •2.13.5. Технологические свойства
- •2.13.6. Эксплутационные свойства
- •13.7. Краткая характеристика литейных сплавов
- •2.13.8. Плавка литейных сплавов
- •2.14. Технологические требования к конструкции отливки
- •2.14.1. Общее понятие технологичности отливки
- •2.14.2. Некоторые основные требования к конструкции отливки
- •2.15. Основы проектирования технологии изготовления отливки
- •Раздел 3. Обработка металлов давлением
- •3.1. Общие сведения
- •3.1.1. Физические основы пластической деформации
- •3.1.2. Достоинства обработки металлов давлением
- •3.1.3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металлов и сплавов
- •3.2. Нагрев металла перед обработкой давлением
- •3.2.1. Выбор температурного режима обработки давлением
- •3.2.2. Нагревательные устройства
- •3.3. Виды обработки металлов давлением
- •3.3.1. Прокатное производство
- •3.3.2. Прессование
- •3.3.3. Волочение
- •3.3.4. Ковка
- •3.3.5. Объемная штамповка
- •3.3.6. Листовая штамповка
- •3.3.7. Специальные способы обработки давлением
- •Раздел 4. Технология сварочных процессов, пайки и склеивания
- •4.1. Физические основы сварки
- •4.1.1. Сущность образования сварного соединения
- •4.1.2. Общая характеристика сварных соединений
- •4.2. Сварка плавлением
- •4.2.1. Сущность процесса дугоВой сварКи
- •4.2.2. Электрическая дуга
- •4.2.3. Источники питания сварочной дуги
- •4.2.4. Ручная дуговая сварка
- •4.2.5. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюСа
- •4.2.6. Дуговая сварка в защитных газах
- •4.2.7. Плазменная сварка
- •4.2.8. Электрошлаковая сварка
- •4.2.9. Электронно-лучевая сварка
- •4.2.10. Лазерная сварка
- •4.2.11. Газовая сварка
- •4.3. Сварка давлением
- •4.3.1. Основные способы контактной сварки
- •4.3.2. Машины для контактной сварки
- •4.3.3. Технология точечной и шовной сварки
- •4.3.4. Технология стыковой сварки
- •4.3.5. Конденсаторная сварка
- •4.3.6. Специальные виды сварки давлением
- •4.4. Физико - химические основы свариваемости
- •4.5. Технология сварки конструкционных материалов
- •4.5.1. Особенности сварки углеродистых сталей.
- •4.5.2. Особенности сварки легированных сталей.
- •4.5.3. Особенности сварки чугуна
- •4.5.4. Особенности сварки цветных сплавов
- •4.6. Технологичность сварных соединений
- •4.7. Пайка и Склеивание материалов
- •4.7.1. Пайка
- •4.7.2. Склеивание
- •Раздел 5. Технология производства изделий из порошков, полимеров, резин, композиционных и неорганических материалов
- •5.1. Порошковая металлургия
- •5.1.1. Основы технологии
- •5.1.2. Порошковые материалы
- •5.2. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (свс)
- •5.3. Полимеры
- •5.3.1. Строение и свойства полимеров
- •5.3.2. Технологии получения изделий
- •5.4. Композиционные материалы (км)
- •5.4.1. Композиты с металлической матрицей
- •5.4.2. Композиты с полимерной матрицей
- •5.4.3. Методы получения изделий из км
- •5.5. Резиновые изделия
- •5.6. Неорганические материалы
- •5.6.1. Неорганические стекла
- •5.6.2. Керамика
- •Раздел6. Технологические методы обработки деталей машин
- •6.1.Общие сведения
- •6.1.1. Методы обработки заготовок деталей машин
- •6.1.2. Точность и шероховатость обработки
- •6.2. Основы резания металлов
- •6.2.1. Движения при резании и схемы обработки
- •6.2.2. Характеристики резания и геометрия срезаемого слоя
- •6.2.3. Элементы токарного резца
- •6.2.4. Координатные плоскости резцов
- •6.2.5. Углы резца в статике
- •6.2.6. Физические основы процесса резания
- •6.2.7. Выбор режимов резания и пути повышения производительности
- •6.3. Материалы для изготовления режущего инструмента
- •6.4. Общие сведения о металлорежущих станках
- •6.4.1. Классификация металлорежущих станков
- •6.4.2. Кинематическая схема станка
- •6.5. Обработка на токарных станках
- •6.5.1. Метод точения
- •6.5.2. Токарно-винторезные станки
- •6.5.3. Токарно-карусельные станки
- •6.5.4. Токарно - револьверные станки
- •6.5.5. Токарные автоматы и полуавтоматы
- •6.6. Сверлильные и расточные станки
- •6.6.1. Инструмент для сверления и обработки отверстий
- •6.6.2. Типы сверлильных станков
- •6.7. Обработка на фрезерных станках
- •6.7.1. Метод фрезерования и типы фрез
- •6.7.2. Фрезерные станки общего назначения
- •6.7.3. Приспособления для фрезерных станков
- •6.8. Протягивание
- •6.8.1. Типы станков и их назначение
- •6.8.2. Режущий инструмент и схемы обработки
- •6.9. Процессы обработки резанием зубьев зубчатых колес
- •6.9.1. Методы профилирования зубьев зубчатых колес
- •6.9.2. Зуборезный инструмент
- •6.9.3. Технологические методы нарезания зубчатых колес
- •6.10. Резьбонарезание
- •6.10.1. Инструмент для образования резьбы
- •6.10.2. Нарезание резьб резцами и гребенками
- •6.10.3. Нарезание резьбы фрезами
- •6.10. 4. Нарезание резьб метчиками
- •6.10.5. Нарезание резьбы плашками
- •6.10.6. Резьбонарезные головки
- •6.10.7. Накатывание резьб
- •6.11. Абразивная обработка
- •6.11.1. Абразивные инструменты
- •6.11.2. Шлифование
- •6.11.3. Хонингование
- •6.11.4. Суперфиниширование
- •6.11.5. Полирование
- •6.11.6. Доводка
- •6.12. Электрические, химические и комбинированные методы обработки
- •6.12.1. Ультразвуковое резание
- •6.12.2. Обработка резанием с нагревом
- •6.12.3. Электроэрозионные методы обработки
- •6.12.4. Химические методы обработки
- •6.12.5. Лучевые методы обработки
- •6.13. Технологичность конструкции машин, механизмов и деталей
5.4.1. Композиты с металлической матрицей
Для композитов с металлической матрицей характерны высокие значения прочностных характеристик, модулей упругости, вязкости разрушения, ударной вязкости. Эти материалы сохраняют стабильность своих характеристик в более широких температурных интервалах, чем материалы с полимерными матрицами; они обладают также высокой тепло- и электропроводностью, малой чувствительностью к тепловым ударам и поверхностным дефектам.
Металлические матрицы обладают высокой реакционной способностью в жидкофазном состоянии и высоким сопротивлением деформированию в твердофазном состоянии. Поэтому проблемы химической и механической совместимости для композитов этого типа весьма серьезны и требуют комплексного решения в направлениях выбора материалов матрицы и армирурующих компонентов, назначения технологии получения материала и изделия, конструирования изделия и т.д. Для конструкционных композитов преобладающими являются твердофазные процессы, когда матрица находится в состоянии высокой пластичности и ограниченной реакционной способности.
Для конструкционных композитов в качестве матриц преимущественно применяются алюминий, титан, магний и сплавы на их основе.
Алюминиевые матрицы имеют временное сопротивление от 60 до 750 МПа, обладают низкой плотностью, высокой пластичностью, хорошей технологичностью и т.д. В качестве матриц широко применяются технический алюминий АД1 и легированные сплавы: АМц, АМг2, АМг6, АД33, АВ, 1201, Д20, Д16, В95 и др.
Для повышения совместимости алюминиевой матрицы с различного типа волокнами на поверхность волокон наносят промежуточный слой (например: из карбида кремния или окиси алюминия). Для дополнительного упрочнения матрицы в ряде случаев применяют напыление матричного материала, в этом случае матрица формируется в результате высокоскоростного перемещения расплавленных мелких частиц, соударения их с поверхностью и высокоскоростной кристаллизации. При напылении в атмосфере воздуха при напылении образуются тонкие частицы окислов. Поэтому матрица в указанных условиях формируется в виде скопления тонкопластинчатых частиц размером 2 … 10 мкм, по границам которых наблюдаются сплошные либо дискретные тончайшие оксидные пленки, что существенно изменяет и структуру и свойства алюминиевых матриц.
Титановые и магниевые матрицы имеют перед алюминиевыми ряд достоинств (магниевые обладают меньшей плотностью, титановые сохраняют высокие прочностные свойства при повышенных температурах), однако по технологичности (особенно при горячем деформировании) они заметно уступают алюминиевым матрицам.
В качестве матричных составляющих применяются магниевые сплавы МА2-1, МА5, МА8 и другие с прочностью и пластичностью на уровне: В= 250 … 310 МПа,= 8 … 15%.
Титановые матрицы обладают удовлетворительной технологичностью при горячем деформировании, хорошей свариваемостью, способностью длительно сохранять высокие прочностные характеристики (В= 360 … 1050 МПа) при повышенных температурах (300 … 450ОС).
Армирующие материалы. Наиболее широко применяются - стальная нагартованная проволока, борные и угольные волокна, жгуты из вышеперечисленных материалов, ленты из угольных волокон и т.д.
Свойства композиционных материалов с металлической матрицей весьма разнообразны, но объединяет их то, что их можно подвергать обработке давлением как в горячем, так и в холодном состоянии и различным видам термической обработки (в основном это закалка и старение). Эти возможности позволяют получать различные полуфабрикаты на специализированных производствах и затем из них изготавливать, порой в полевых условиях, необходимые детали. К основным видам полуфабрикатов можно отнести следующие: листовые и трубчатые, получаемые послойной укладкой или намоткой армирующего материала с нанесением матричного материала; ленточные монослойные полуфабрикаты с плазменным напылением матричного материала; полуфабрикаты сплошного круглого или фигурного сечения с армирующими волокнами в виде жгутов, получаемые методом непрерывного литья или пропитки под давлением; полуфабрикаты, полученные размещением в полости формы волокон армирующего материала (с порошком матричного материала) с требуемой ориентацией, нагревом до температуры плавления матричного порошка и последующей опрессовкой.
Прочность некоторых композиционных материалов с металлической матрицей достигает величины более 2000 МПа. Например, у литого композита с алюмостальной матрицей, армированной жгутами из борных волокон В = 1550 … 2250 МПа.