3. Хімічні та електричні способи обробки різанням

У сучасному машинобудуванні та інших галузях промисловості ши­роко використовують тверді сталі та надтверді сплави, напівпровідни­кові матеріали, скло, кварц, рубіни, алмази тощо. Виготовляти вироби (деталі) з цих матеріалів механічним різанням дуже важко, а іноді не­можливо внаслідок їх великої твердості та крихкості. Для виготовлен­ня деталей з цих матеріалів використовують хімічний, електричний, ультразвуковий, плазмовий, лазерний та інші способи різання. Ці спо­соби обробки різанням ґрунтуються на використанні електричної, хімічної, звукової, світлової та інших видів енергії.

Хімічний" спосіб обробки полягає в тому, що заготовку занурюють у хімічно активне середовище (розчин лугів, кислот). Поверхні, що не оброблюються, захищають від дії хімічного середовища покриттям ла­ками, фарбами, емульсіями тощо. Хімічним способом обробляють важкодоступні для інструменту поверхні.

При електричних способах обробки електроенергія перетворюється на теплову, хімічну або інші види енергії. Ці способи обробки поділя­ють на електрохімічні та електроерозійні.

При електрохімічному способі проходить анодне розчинення металу у разі пропускання крізь розчин електроліту постійного електричного струму. Цей спосіб застосовують для шліфування, полірування, очи­щення поверхні металів від оксидів тощо.

Електроерозійні способи різання полягають у обробці матеріалів електричними розрядами. У зоні різання енергія розрядів, які виника­ють між інструментом (анод) і заготівкою (катод), перетворюється в теплову енергію. Температура досягає 10000 – 12000 °С. Це спричиняє оплавлення та випаровування ділянок поверхні.

Електроерозійним способом обробляють вироби складної форми (штампи, прес-форми, отвори різної форми).

При електроіскровому способі різання використовують імпульсні іскрові розряди між заготівкою (анод) і інструментом (катод).

Анодно-механічний спосіб застосовують для обробки матеріалів, які проводять електричний струм. Цим способом прорізають пази, шліфу­ють поверхні, заточують різальний інструмент.

4. Термічна обробка металевих виробів

В процесі виробництва деталей машин і металовиробів широко ви­користовують термічну обробку (термообробку).

Термічною обробкою називають сукупність операцій теплової дії на матеріали і вироби з метою зміцнення структури механічних і фізич­них властивостей.

Термообробку застосовують на різних стадіях виробництва. Вона може бути проміжною операцією, яка використовується для поліп­шення оброблюваності матеріалів тиском, різанням, або заключною операцією, що забезпечує необхідний комплекс фізичних, механічних та експлуатаційних якостей виробів.

В основі термічної обробки лежать фазові та структурні перетво­рення, які відбуваються в металах і сплавах у процесі нагрівання до визначених температур, витримування їх за цієї температури певний час та охолодження з визначеною швидкістю.

Вибір термічних режимів проводять користуючись діаграмами ста­ну сплавів.

В результаті термообробки вироби (заготовки або деталі) отриму­ють певні пластичність, твердість, міцність, корозійну стійкість та інші якості.

Залежно від режимів проведення розрізняють такі види термічної обробки: відпал, гартування, відпускання, старіння та обробку холо­дом.

Відпал – процес нагрівання виробів до визначеної температури, витримування певний час і повільного охолодження.

Відпал призначений для зміни форми і розмірів зерен кристалічної будови, усунення фізичної і хімічної неоднорідності, зняття внут­рішніх напружень від попередніх обробок (прокатування, кування або лиття), зниження твердості, покращення умов для наступної обробки різанням.

Гартування – процес нагрівання виробів до визначеної температури і швидкого охолодження з метою фіксації високотемпературного стану і структури матеріалу, підвищення твердості.

Важливим моментом у процесі гартування є швидкість охолоджен­ня, яка визначає структуру матеріалу, що утворюється. Швидкість охо­лодження залежить від застосованого охолодного середовища, яким звичайно може бути вода, водні розчини солей і лугів, або мінеральні мастила.

При гартуванні виробів виникають значні внутрішні напруження, деталі стають крихкими. Тому після гартування застосовують техно­логічну операцію – відпускання.

Відпускання – це процес нагрівання металу, витримування його при заданій температурі і охоло­дження на повітрі (іноді в мінеральному маслі або воді).

Відпускання пом'якшує дію гартування, знижує внутрішні напру­ження, зменшує твердість і крихкість, підвищує в'язкість, пластич­ність, пружність металу.

Старіння – вид термообробки, який використовують для релаксації (ослаблення) внутрішніх напруг.

Природне старіння – витримування на складі протягом тривалого часу в умовах дії змінних факторів – температури, вологості та інших.

Штучне старіння – нагрівання виробів в печах до 100 – 150 °С і охолодження разом з печами.

Обробка холодом — вид термообробки при негативних температурах (- 60 ÷ - 70 °С). Проводиться після гартування перед відпусканням (в разі необхідності) в середовищі твердої вуглекислоти (сухого льоду). В результаті вироби одержують стабільну структуру, розміри, деяке підвищення твердості та зносостійкості.