6.2. Систематизация способов упрочения методом ппд

Все существующие и перспективные (разрабатываемые или подлежащие разработке) способы упрочнения с применением ППД в зависимости от формы и размеров детали, их прочности и жесткости, технологического процесса и кинематической схемы обработки, требований к точности и качеству обрабатываемых поверхностей, вида деформирующих элементов, характером их контакта с обрабатываемой поверхностью и характер производства подразделяется, с определенной степенью условности, на 3 укрупненных класса – статические, динамические и комбинированные способы упрочнения.

К статическим относятся процессы упрочнения локальных рабочих (сопрягаемых) поверхностей деталей машины, методом ППД, включая концентраторы напряжений, выполняемые способами обкатки, раскатки, дорнования с применением мерного или регулируемого упрочняющего инструмента, деформирующими элементами которого является шарики или ролики, обеспечивающие непрерывное воздействие на обрабатываемую поверхность и постоянство усилия деформирования.

К динамическим относятся процессы, упрочняющие методом ППД всех обработка «кругом» или большинства поверхностей деталей и узлов, в том числе крупногабаритных, например, силовые детали планера самолетов типа панелей, ланженоров, шлангоутов, нефтюр; лопасти силовых гребных и воздушных винтов, работающих в условиях знакопеременных нагрузок, выполняемые «ударными» способами с применением деформирующих элементов в виде сыпучего рабочего тела (дробь стальная, дробь стеклянная, абразив...) и специализированного упрочняющего оборудования.

К комбинированным относятся комплексные процессы упрочнения, объединяющие различные методы упрочняющей технологии, такие как химико-термические, термомеханические, гальванические и др. в сочетании со статическими или динамическими способами упрочнения металлов методами ППД.

Применяют около 30 способов упрочнения с применением метода ППД внедренных или осваиваемых в производстве. Продолжаются работы по совершенствованию существующих способов и разрабатываются новые, более эффективные на базе создания оригинальных конструкций упрочняющего инструмента и оборудования. Особые надежды возлагаются на высокую рентабельность вновь разрабатываемых комплексных процессов упрочнения на основе различных комбинаций методов ППД с другими упрочняющими технологиями.

6.3. Упрочнение различными процессами термообработки

Основными требованиями к термообрабатывающим процессам является надежность обеспечения требуемых свойств, безопасность при минимальном воздействии на окружающую среду. Эти требования определяют формирование основных тенденций развития термической обработки.

В ближайшее двадцатипятилетие намечено резкое увеличение безокислительного нагрева, особенно в защитных средах и вакууме, что обеспечивает экономию металла при отсутствии окисления и обезуглероживания, высокое качество термической обработки. Наметилась общая тенденция применения методов локального упрочнения (всей поверхности или отдельных ее частей), в том числе ионного, лазерное, плазменного и т.д., а также методов насыщения в строго контролируемых условиях (нитроцементация, азотирование и др.)

Объем закалки, отпуска, отжига, и нормализации нагревом в воздушной среде будет уменьшаться. Наблюдается увеличение объемов термической обработки полуфабрикатов с применением термомеханической обработки, а также развитие процессов нагрева и охлаждения в псевдосжиженном кипящем слое.

В структуре объемной термической обработки в защитных слоях предполагаются существенные изменения. При резком снижении доли отжига и нормализации конструкционных сталей практикуется более широкое применение отжига (после пластической деформации) и спекания деталей из металлических сплавов и закалки быстрорежущих сталей.

В последние годы расширяется применение более простых методов получения безгенераторных атмосфер на базе газов и органических жидких смесей.

Представляет интерес получение регулируемых атмосфер путем непосредственного ввода газообразных углеводородов (метана, пропана, природного газа) в смеси с воздухом в рабочее пространство печи. При определенных соотношениях воздух - природный газ можно получать атмосферу нужного состава непосредственно в печном пространстве без применения генератора. Развитию этого метода препятствует отсутствие наделенных средств регулирования углеродного потенциала в таких смесях, так как из-за нарушения термодинамического равновесия между составом газовой фазы и концентрацией углерода на поверхности металла обычные средства контроля (по точности и по содержанию СО₂) не могут применяться. Решением применения регулирования углеродного потенциала в термодинамических и равновесных средствах является применение кислородного процесса с твердым электролитом.