16) Термическая обработка металлов и сплавов

1) Термическая обработка металлов, процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и др.

2)Термическая обработка подразделяется на:

1. термическую,

2. термомеханическую,

3. химико-термическую.

Термическая обработка – только термическое воздействие.

Термомеханическая – сочетание термического воздействия и пластической деформации.

Химико-термическая – сочетание термического и химического воздействия. Термическая обработка, в зависимости от структурного состояния, получаемого в результате ее применения, подразделяется на отжиг (первого и второго рода), закалку и отпуск.

3) Оборудование для термической обработки:

1. плавильные печи и печи непрерывного литья;

2. конвейерные печи отжига и пайки;

3. грануляторы;

4. сварочные аппараты;

5. оборудование для упрочнения изделий.

На всех этапах проектирования, производства и испытания печей специалистами компании уделяется максимальное внимание вопросам внедрения новых технологий и повышению контроля качества.

17) Пайка, лужение и склеивание

1) Пайка – это процесс получения неразъёмного соединения материалов с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путём смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва. Пайку широко применяют в различных отраслях промышленности.

2) Приборы для пайки:

1. Паяльник

Паяльник – главный прибор, без которого в пайке никуда. Выбирать паяльник нужно серьезно и не спеша. Основные критерии при выборе паяльника – это его мощность и размеры.

2. Электроизмерительный тестер

Определяют им наличие разрывов, измеряют напряжение и сопротивление.

3. Подставка под паяльник

Так как главный паяльный агрегат нагревается до 300 градусов, подставка под него – очень полезная вещь.

4. Канифоль и припой

Припой – это сплав свинца с оловом. Дышать этим сплавом вредно.

Канифоль – это затвердевшая смола. Дышать этим веществом также вредно. Используют для снятия оксидных пленок и обезжиривания поверхностей.

5. Пинцет

Помогает работать с мелкими деталями, доставать что-либо из труднодоступных мест и т.п. Пинцет стоит брать немассивный с острым концом, так как им можно будет и соскребать, и ковырять.

6. Бокорезы

Их используют для зачистки проводов. Также бокорезами кусают различные предметы, которые мягче железа.

Напильник

Этот предмет понадобится для спиливания жала паяльника.

3) Паяльник — ручной инструмент, применяемый при лужении и пайке для нагрева деталей, флюса, расплавления припоя и внесения его в место контакта. Рабочая часть паяльника нагревается пламенем (например от паяльной лампы) или электрическим током.

Разновидности паяльников :

Паяльники с периодическим нагревом

1. Молотковые и торцевые паяльники представляют собой массивный рабочий наконечник, закрепленный на относительно длинной металлической рукоятке, длина которой обеспечивает безопасность в обращении с инструментом. Для выполнения нестандартных работ паяльники подобного типа снабжаются фасонными наконечниками. Нагрев этих паяльников осуществляется внешними источниками тепла. Это наиболее старый вид паяльников (существовали ещё в античное время).

2. Дуговой паяльник — нагрев паяльника осуществляется электрической дугой, периодически возбуждаемой между угольным электродом, помещенным внутри паяльника и наконечником. Дуговой паяльник массой 1 кг нагревается до температуры 500 °C при напряжении 24 В в течение 3 мин, потребляемая мощность 1,5 — 2,0 кВт.

Паяльники с постоянным нагревом

1. Электропаяльники паяльники, имеющие встроенный электронагревательный элемент, работающий от осветительной сети, от понижающего трансформатора либо от аккумуляторов.

2. Газовые - паяльники со встроенной газовой горелкой (горючий газ подаётся из встроенного баллончика или, реже, из внешнего источника).

3. Паяльники, работающие на жидком топливе

4. Термовоздушные — в них нагрев детали происходит путем обдува ее горячим воздухом. В этом он напоминает промышленный фен, но в отличие от него используется тонкая струя воздуха.

5. Инфракрасные — нагревают деталь с помощью инфракрасного излучения

4) Виды паяных швов. В зависимости от предъявляемых к спаиваемым изделиям требований паяные швы разделяют на три группы:

1. Прочные обладающие определённой механической прочностью, но не обязательно герметичностью;

2. Плотные – сплошные герметичные швы, не допускающие проникновения какого-либо вещества;

3. Плотнопрочные обладающие и прочностью, и герметичностью.

Соединяемые детали должны хорошо подгоняться одна к другой.

5) Припои – это качество, прочность и эксплуатационная надёжность паяльного соединения.

Припои должны обладать следующими свойствами:

1. Иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых материалов;

2. Обеспечивать достаточно высокую сцепляемость, прочность, пластичность и герметичность паяного соединения;

3. Иметь коэффициент термического расширения, близкий к соответствующему коэффициенту паяемого материала.

Легкоплавкие припои широко применяют в различных отраслях промышленности и быта; они представляют собой сплав олова со свинцом.

Легкоплавкие припои служат для пайки стали, меди, цинка, свинца, олова и их сплавов серого чугуна, алюминия, керамики, стекла и др. Для получения специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут, кадмий, индий, ртуть и другие металлы. При слесарных работах чаще применяют припой ПОС 40.

Тугоплавкие припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы, из них широко применяют медно-цинковые и серебряные.

6) Флюсы применяют для удаления оксида химических веществ. Флюсы улучшают условия смачивания поверхности, растворяя имеющиеся на поверхности паяемого металла и припоя оксидные плёнки.

Различают флюсы для мягких и твёрдых припоев, а также для пайки алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и чугуна.

7) Лужением называется операция покрытия поверхности металлических изделий тонким слоем соответствующего назначению изделий сплава (олова, сплава олова со свинцом и др.).

Лужение, как правило, применяют при подготовке деталей к пайке, а также для предохранения изделий от коррозии, окисления.

Процесс лужения состоит из подготовки поверхности, приготовления полуды и её нанесения на поверхность.

Подготовка поверхности к лужению зависит от требований, предъявляемых к изделиям, и способа нанесения полуды. Перед покрытием оловом поверхность обрабатывают щётками, шлифуют, обезжиривают и травят.

Лужение погружением выполняют в чистой металлической посуде, в которую закладывают, а затем расплавляют полуду, насыпая на поверхность маленькие кусочки древесного угля для предохранения от окисления. Затем изделие промывают в воде и сушат в древесных опилках.

Лужение растиранием выполняют, предварительно нанеся на очищенное место волосяной щёткой или паклей хлористый цинк. Затем равномерно нагревают поверхность изделия до температуры плавления полуды, которая наносится от прутка. После этого нагревают и в таком же порядке обслуживают другие места. По окончанию лужения охладившееся изделие, промывают водой и сушат.

8) Склеивание – это процесс соединения деталей машин, строительных конструкций и других изделий с помощью клеев.

1. Клеи животного происхождения состоят из белковых соединений, содержащихся в молоке, крови, костях и коже животных. К этой группе относятся глютиновые или коллагеновые клеи (мездровый, костный, рыбий), казеиновые и альбуминовые.

Процесс производства этого клея состоит из предварительной обработки сырья, золки, промывки и нейтрализации, варки, очистки и осветления клеевых бульонов, упаривания и консервирования, желатинизации и сушки.

2. К клеям растительного происхождения относятся растительные смолы, крахмальные клеи и клеи из белка семян чины, сои, клещевины, вики, люпина.

3. Синтетические клеи изготовляют на основе реакций полимеризации или конденсации органических соединений. К этим клеям относятся фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные (карбамидные), поливинилацетатные и полиамидные.