Билет 23

БИЛЕТ 23

(1)Суть литья в металлические формы, или кокильное литье, заключается в том, что расплавленный металл заливают не в песчаную, а в многоразовую форму, отлитую из чугуна или стали — кокиль. Кокиль состоит из двух или более разъемных частей, которые плотно стягиваются. Внутри кокиля имеется полость, точно повторяющая контуры отливки. Перед заливкой кокиль подогревают до 100-300°C, а его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем огнеупорной облицовки (меловой суспензией или другими составами), чтобы металл не приваривался к форме и отливку можно было легко извлечь. Заливку производят под действием силы тяжести (самотеком) через литниковую систему. Поскольку кокиль металлический, он очень быстро отводит тепло от залитого металла, поэтому отливка застывает гораздо быстрее, чем в песчаной форме. Благодаря быстрому охлаждению структура металла получается более мелкозернистой и плотной, а механические свойства отливки повышаются на 10-20%. После застывания кокиль раскрывают, извлекают отливку, удаляют литники, очищают форму от остатков облицовки и используют её снова. Кокили могут выдерживать от сотен до десятков тысяч заливок (в зависимости от сплава — для чугуна меньше, для легких сплавов больше). Основные преимущества: высокая точность размеров (припуск 0,5-1,5 мм), чистая поверхность, мелкозернистая структура, высокая производительность (цикл 5-30 минут), экономия формовочных материалов. Недостатки: дороговизна кокиля, невозможность получать сложные полости (без стержней, которые здесь делать трудно), плохая заполняемость тонких стенок из-за быстрого охлаждения, и ограничение по максимальной температуре заливаемого сплава (для тугоплавких сталей кокили быстро выходят из строя). Чаще всего кокильным литьем получают отливки из алюминиевых, магниевых, медных сплавов и чугуна в серийном производстве, например, поршни, тормозные барабаны, корпуса.

(2)Прокатка является наиболее распространенным способом обработки пластическим деформированием. Сущность процесса прокатки заключается в том, что заготовка обжимается (сдавливается), проходя в зазор между вращающимися валками. Процесс прокатки обеспечивается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым заготовка перемещается в зазоре между валками, одновременно деформируясь. В результате обжатия площадь поперечного сечения уменьшается, а длина увеличивается. Форма поперечного сечения называется профилем. Различают три основных вида прокатки: продольную (валки вращаются в противоположных направлениях, заготовка перемещается перпендикулярно их осям), поперечную (валки вращаются в одном направлении, придавая вращение заготовке, и деформируют ее в поперечном направлении) и поперечно-винтовую. Прокатку осуществляют на прокатных станах, которые классифицируют по числу и расположению валков в рабочей клети: двухвалковые (дуо-стан), трехвалковые (трио-стан), четырехвалковые (кварто-стан) и универсальные. Валки прокатные бывают гладкими (для прокатки листов, лент) и калиброванными (ручьевыми) для получения сортового проката.

(3)Сварка представляет собой технологический процесс, предназначенный для получения неразъемных соединений. Ключевая сущность этого метода заключается в установлении межатомных связей между соединяемыми частями. Для этого необходимо сблизить поверхности заготовок на расстояние, соизмеримое с параметрами кристаллической решетки. На практике достичь такого сближения при обычных условиях невозможно из-за неровностей поверхностей и наличия оксидных пленок. Поэтому процесс сварки включает в себя два основных воздействия: нагрев и пластическую деформацию. Нагрев повышает пластичность металла и способствует разрушению поверхностных пленок, а деформация (сжатие или обжатие) позволяет сблизить чистые поверхности металла до действия сил межатомного притяжения. Таким образом, сущность сварки — это создание прочных связей между атомами на границе раздела двух тел за счет энергии тепла и давления. В результате формируется единое монолитное изделие, свойства которого в зоне соединения должны быть близки к свойствам основного материала. Сварка является одним из ведущих технологических процессов в современном машиностроении и строительстве, так как позволяет создавать конструкции практически любой сложности, экономить материал и снижать трудоемкость изготовления по сравнению с литьем или клепкой. Благодаря сварке стало возможным рационально комбинировать разные материалы в одной конструкции, используя их лучшие эксплуатационные качества.

(4)Инструментальные материалы должны обладать высокой твёрдостью, теплостойкостью, износостойкостью и прочностью. К основным типам относятся:

—Углеродистые инструментальные стали (У7–У13): применяются для ручного инструмента, работающего при низких скоростях резания (до 200°С).

—Быстрорежущие стали (Р6М5, Р18): самый распространённый материал для свёрл, фрез, метчиков, теплостойкость до 600–650°С.

—Твёрдые сплавы (ВК, ТК, ТТК): значительно твёрже и теплостойкие (до 1000°С), работают при высоких скоростях резания, но хрупки.

—Минералокерамика (на основе Al2O3): теплостойкость до 1200°С, высокая твёрдость, но ещё большая хрупкость. Применяется для чистового точения чугуна и закалённых сталей.

—Сверхтвёрдые материалы (кубический нитрид бора — эльбор, композит, синтетические алмазы): используются для обработки труднообрабатываемых, закалённых сталей, чугуна, алюминиевых сплавов, керамики. Алмаз теплостоек до 800°С, эльбор — до 1500°С.