Формирование поверхностного слоя деталей
Многие эксплуатационные свойства деталей зависят от состояния их поверхностного слоя: наличие или отсутствие наклепа, микротрещин, твердости и др. Например, тон-вал в аудио- и видеомагнитофонах, протягивающий магнитную ленту, должен обладать высокой износоустойчивостью. Необходимую износоустойчивость можно получить закалкой тон-вала. Но, оказывается, тон-вал, полученный таким способом, имеет склонность к возникновению автоколебаний, что существенно влияет на качество воспроизведения фонограммы. Выход из этой ситуации: сердцевину вала оставить незакаленной (которая будет гасить автоколебания), а поверхностный слой сделать износоустойчивым путем поверхностной закалки или нанесения износоустойчивого покрытия.
В процессе механической обработки заготовка подвергается упрочнению (наклепу). Управлять поверхностным упрочнением можно применением соответствующего способа пластического деформирования (рис. 3.19) или метода механической обработки (табл. 3.22).
В результате упрочнения металла его твердость повышается и в нем возникают остаточные напряжения. Для уменьшения остаточных напряжений в техпроцесс изготовления детали необходимо вводить операции искусственного или естественного старения.
При изготовлении деталей с заданными значениями выносливости (усталостной прочности) необходимо учитывать характер обработки поверхности и условия эксплуатации изделия (табл. 3.23).
|
|
|
Усталостная прочность детали определяется физико-химическими свойствами поверхностного слоя, в частности его упрочнением и напряженностью. Таким образом, усталостная прочность деталей машин зависит от методов и режимов заключительных операций механической обработки.
 |
Таблица 3.22
Упрочнение поверхностного слоя стальных деталей
при различных методах механической обработки [11]
Метод обработки |
|
Глубина упрочнения, мкм | ||||
| Среднее значение | Мах значение | Среднее значение | Мах значение | |||
| Точение обычное | 120…150 | 200 | 30…50 | 200 | ||
| Точение тонкое | 140…180 | 220 | 20…60 | – | ||
| Фрезерование торцовое | 140…160 | 200 | 40…100 | 200 | ||
| Фрезерование цилиндрическое | 120…140 | 180 | 40…80 | 110 | ||
| Сверление и зенкерование | 160…170 | – | 180…200 | 250 | ||
| Развертывание | – | – | – | 300 | ||
| Протягивание | 150…200 | – | 20…75 | – | ||
| Зубофрезерование и зубодолбление | 160…200 | – | 120…150 | – | ||
| Шевингование зуба | – | – | До 100 | – | ||
| Шлифование круглое – незакаленная углеродистая сталь – малоуглеродистая сталь – закаленная сталь | 140… 160 160…200 125…130 | 200 250 – | 30…60 30…60 20…40 | – – – | ||
| Шлифование плоское | 150 | – | 16…35 | – | ||
| Притирка пастами ГОИ | 112…117 | – | 3…7 | – | ||
|
|
|
Например, выносливость образцов в зависимости от способов отделочной их обработки (табл. 3.24), [24].
Для формирования поверхностного слоя заготовок применяются следующие виды обработки:
Таблица 3.23
Зависимость выносливости от характера обработки поверхности [11]
|
Характер обработки поверхности | Предел прочности стали σb, кГ/мм2 | ||
| 47 | 95 | 142 | |
| Предел выносливости, в % | |||
| Тонкое полирование или притирка | 100 | 100 | 100 |
| Грубое полирование или суперфиниширование | 95 | 93 | 90 |
| Чистовое полирование или чистовая обработка резцом | 93 | 90 | 88 |
| Грубое шлифование или грубая обработка резцом | 90 | 80 | 70 |
| Поверхность с окалиной после прокатки | 70 | 50 | 35 |
| Коррозия в пресной воде | 60 | 35 | 20 |
| Коррозия в морской воде | 40 | 23 | 13 |
Таблица 3.24
Выносливость образцов в зависимости от способа
отделочной обработки (по данным Б.В. Бойцова)
| Способ отделочной обработки поверхности образцов | Предел выносли-вости, σ-1, МПа |
| Тонкое точение | 800 |
| Шлифование | 530 |
| Шлифование + хромирование | 150 |
| Тонкое точение + алмазное выглаживание | 930 |
| Шлифование + суперфиниширование | 680 |
| Тонкое точение + суперфиниширование | 830 |
| Тонкое точение + суперфиниширование + хромирование | 500 |
| Шлифование + суперфиниширование + хромирование | 280 |
· химико-термическая (цементация, азотирование, нитроцементация);
|
|
|
· упрочнение поверхностным пластическим деформированием;
· лазерное поверхностное упрочнение;
· лазерное легирование и наплавка;
· ионная имплантация;
· плазменные методы нанесения покрытий; электроискровое легирование;
· осаждение покрытий из паровой фазы в вакууме;
· детонационно-газовое нанесение покрытий.
Величина измененного поверхностного слоя при применении перечисленных методов различна – от нескольких микрометров до 2–3 миллиметров.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 421; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!