Класифікація матеріалів для відновлення

Класифікація матеріалів – система взаємопов’язаних понять у галузі матеріалознавства, які відображають об’єктивні закономірності матеріалознавства і використовуються для встановлення зв’язків між групами матеріалів.

Всі технічні матеріали можна розбити на такі групи:

1. Метали і сплави:

• конструкційні сталі і сплави;

• інструментальні сталі і сплави;

• сталі і сплави з особливими властивостями;

• сплави на основі кольорових металів;

• тверді сплави.

2. Неметалеві матеріали:

• технічна кераміка;

• неорганічні матеріали (алмаз, графіт, скло);

• плівко утворюючі матеріали;

• полімери;

• каучуки і гуми;

• матеріали на основі деревини

3. композиційні матеріали:

• на металічній матриці;

• на керамічній матриці;

• на неорганічній матриці;

• на полімерній матриці.

Головним критерієм класифікації матеріалів за структурними ознаками є агрегатний стан, у залежності від якого матеріали діляться на:

• тверді матеріали;

• рідкі матеріали;

• гази;

• матеріали у стані плазми.

Для відновлення деталей машин найбільший інтерес представляють зносостійкі матеріали оскільки при розробці технологій відновлення найчастіше основною вимогою є забезпечення необхідної зносостійкості.

Зносостійкі матеріали – матеріали які мають властивість опиратись поверхневому руйнуванню при переміщенні по твердому, рідкому або сипучому тілу.

Основні характеристики зносостійких матеріалів:

• висока твердість;

• висока границя міцності на розтяг,стиск,згин;

• висока границя текучості;

• достатня теплопровідність

• низький коефіцієнт поверхневого тертя

• стійкість проти окислення.

Властивості матеріалу визначаються його хімічним складом та структурою.

Для забезпечення вище вказаних властивостей до структури зносостійких матеріалів на основі теоретичних і експериментальних досліджень висуваються наступні вимоги:

1. структура повинна бути гетерогенна, складатися з твердих зерен, рівномірно розподілених в пружно-пластичній матриці;

2. поверхневий шар матеріалів, що труться повинен мати меншу міцність ніж шари матеріалів що лежать нижче;

3. у склад матеріалів рекомендовано вводити речовини здатні працювати в якості твердих мастил;

4. між структурними складовими матеріалів повинен існувати зв’язок;

5. коефіцієнт тертя твердих включені між собою і по матеріалу матриці повинен бути мінімальним;

6. структура матеріалу не повинна суттєво змінюватись у процесі тертя;

6.1 під впливом охолоджуючого середовища у матеріалі не повинні відбуватись структурні зміни;

6.2 протизадирні домішки не повинні значно знижувати міцність матеріалу.

Виходячи з перелічених вимог як зносостійкі матеріали або основи для таких матеріалів найперше використовують особливо тверді матеріали (алмаз, корунд), металоподібні і неметалеві тугоплавкі сполуки: карбіди, нітриди, бориди, силіциди. Основною ознакою усіх тугоплавких сполук, крім високої твердості є їх висока крихкість, яка зумовлена особливостями хімічного зв’язку в цих речовинах.

Підвищення пластичності і міцності в таких матеріалах досягаються за допомогою в’язкої металевої матриці.

Виготовляють зносостійкі матеріали за ливарною технологією або методами порошкової металургії.

При відновленні і зміцненні деталей перераховані матеріали використовують найчастіше у вигляді зносостійких покрить, нанесених тим або іншим способом на робочі поверхні відновлюваної деталі.