Билет №13
13.3.Группы газотермических покрытий за назначением. Какие материалы используются для нанесения покрытий каждой из групп.
Материалы по назначению:
1)корозионно- стойкие покрытия
Наиболее распространенные Zn,Al,Al-Zn сплав,реже коррозионно-стойкие стали,для агрессивных сред борриды Ti,Zn,Cr,карбиды Ta,Nb,Cr.
Работоспособность газотермических покрытий ограничена их пористостью ,даже 10% пористости является проницаемым.Для снижения пористости используют термич.обработку ,механическую обработку(дробеструйная прокатка) или пропитка полимерами).
2)жаростойкие покрытия
Детали реативных двигателей,газовых турбин реактивных двигателей)
Me,Cr,Al,I- часто используют.
Металлы: Fe,Co,Ni;сплавы Zr2O3,Al2O3,I2O3.Всегда наносится Ni или Al-й подслой и дополнительную защиту-подложку от окисления.
Оксид Al,Zr- стабилизированый итрием.
3)Восстановительные покрытия,
Наиболее распростаненно применение газотермических покрытий,- возможность восстановить локальные участки.;-возможность нанесение значительной толщины слоя;-менять состав в любом диапазоне стали ,медные ,-Al,Ni – сплавы.
4)Износостойкие покрытия.Применяют твёрдые сплавы( Со,Fe,Ni основе) с карбидной,боридной фазами),силициды W,Mo,V,Cr.
1.Cr9,Fe3,5;B2,5;Si3,3;Ni- основа.
2.Cr34;W19- остальное.
Напыляемые твёрдосплавные покрытия чаще всего содержат WC и CrC.
Частицы карбидов перед напылением плакируют Co (они защищают от термического разложения карбидов) и повышают прочность сцепления.
5)Группа покрытий работающих при высокотемпературном трении .
% масс.Co52;Mo28;Cr17;Si3
Упрочнители – Co3Mo2Si,CoSiMo.Твёрдость покрытия 52-58 HRC.t раб до 1000°C,повышается стойкость в кислых средах,
6)оксидная керамика оксид Zr и Al ,используют TiO2,Cr2O3.
Оладают химической инертностью и не склонны к схватыванию,термическую стойкость .Используются для изготовления покрытия подшипников.Твёрдость керамических покрытий : HV;
Al2O3 1200-1600;
Cr2O3 1200-1700;
TiO2 600-1000.
7)композиционные износостойкие покрытия представляют собой твёрдое ядро и мягкую оболочку.
Cr2O3, Al2O3 оболочка Mo.
“-“ газотермических покрытий.
1.пористость может достигать 25 и больше %,
2.понижает прочность сцепления с основой 3-100 н/мм2.
Материалы применяемые для газотермических покрытий :
1)Металлы – Al,Ni,Zn,Mo,Pb.
2)Cплавы:
-жаростойкие на основе Ni и Co
-износостойкие Cr,Ni,Si,C,B.
3)Карбиды,бориды : TiB2,ZrB2,WC,TiC
4)твёрдые сплавы,
5)керамика - Al2O3 ,ZrO2;TiO2 и их содержание для защиты от износа,эрозии.
6)керметы( металлокерамические материалы ): Al2O5- NiAl,Cr2O3-NiAl.
7)др.материалы : полимеры , композиционные покрытия ( Ni- графит, твёрдый сплав – Ni)
14 Билет
14.1.Лу методами поверхностного пластического деформирования (ппд)
Упрочнение ППД широко применяется для повышения циклической прочности деталей, работающих в условиях циклических воздействий в том числе в условиях малоцикловой усталости. В соответствии с ГОСТом ППД применяется для поверхностного упрочнения и наклепа фермообразов , а также для изменения шероховатости с иногда и размеров деталей.
Суть
упрочнения ППД: при поверхностной
пластической деформации происходит
наклеп поверхностных слов, что приводит
к увеличению твердости, увеличения
объема. Эффективность упрочнения ППД
возростает с повышением прочности
материалов, поэтом осовенно целесообразно
использовать ППД для изготовления
деталей из высокопрочных сталей,
поверхностей, упрочненных цементацией,
индукционной закалкой и даже термообработкой
инструмента из БРС, для деталей с
концентраторами напряжений
Основные методы ППД:
1.Обкатка роликами или шариком.
Параметры:
-диаметр ролика D;
-радиус закгугления боковой окружности r;
-уд. давление Р;
- шаг обработки ∆h.
Рисунок.-Схема обработки роликом
2.
Чеканка
Поверхность подвергается ударному воздействию бойком или чеканом
Параметры:
- радиус закругления бойка;
- шипуль удара;
- шаг обработки;
- кол-во проходов
Рисунок.-Схема чеканки
Чеканке подвергаются балки, валы, массивные детали
3.Алмазнок выглаживание
Инструмент
скользит по поверхности, деформируя
поверхностный слой
Параметры:
- радиус закругления алмазного наконечника;
- глубина проникновения δ;
- скорость и шаг обработки;
- колличество проходов;
Рисунок.-Схема алмазного выглаживания
14.2.Якими методами можна змыцнити внутрышню поверхню тертя втулки з аустенітної нердавеючої сталі діаметром 40мм? Обгрунтуйте вибір і назвіть основні технологічні параметри.
Внутреннюю поверхность трения втулки можно упрочнить при помощи азотирования,цементации,а поскольку сталь аустенитная и склонна к наклёпу,то ещё её можно обкатать рольком.
Цементация- насыщение поверхности углеродом. Насыщение среды:
-карбюризатор
-газ,керосин,жидкая среда, цианирование, расплавы цианистых солей, тв. Среда,
-псевдосплетённый слой
Её необходимо проводить при температуре 350-400С в тлеющем разряде.
Твёрдость 59-60HRC. Обычная глубина 0,5-2 мм.
Азотирование- процесс насыщения поверхности азотом. Среды:
- порошковая среда
-псевдосжиженный слой
-жидкая
-ионизированная насыщенная среда,наиболее прогрессивное-азотирование в тлеющем разряде:5-15ч.
Низкотемпературное азотирование проводят при 500-580С. Для газового длительность 20-60ч. Толщина слоя 120мкм.
Параметры азотирования в тлеющем раздяде: Катодное распыление проводится в течение 5—60 мин при напряжении 1100— 1400 В и давлении .0,1—0,2 мм рт. ст. В процессе катодного распыления температура детали не превышает 250° С. Температура азотирования 500—580° С, разрежение 1—10 мм рт. ст., рабочее напряжение 400—1100 В., продолжительность процесса 1—24 ч.
Обкатка роликом заключается в сглаживании неровностей и упрочнении предварительно обработанной поверхности заготовки за счет пластического деформирования материала. Возникающие при пластическом деформировании остаточные напряжения сжатия упрочняют поверхностный слой, увеличивают усталостную прочность и износостойкость, уменьшают влияние концентрации местных напряжений. Для упрочнения применяют устройства с механическим и гидравлическим нагружением, позволяющие при усилиях 30-50кН и деформировать металл на глубину более 4 мм. Т.К. сталь аустенитная и склонна к наклёпу то выбираем обкатку роликом.