Тема 2. Термическая и химико-термическая обработка



 

Обработка заготовок и изделий проводится для придания им необходимой формы или необходимых свойств путем изменения структуры металлов и сплавов. Различают следующие способы обработки металлоизделий: механическая, термическая и химико-термическая.

Механическая обработка проводится для придания изделиям необходимой формы и размеров. Для этого используют методы резания и методы соединения (см. тему 1 раздел 2).

Метод резания заключается в разделении заготовки на части или удаления с поверхности слоя металла в виде стружки. Операции резания проводятся на различных станках: токарных (выточка деталей), сверлильных (изготовление отверстий с резьбой), строгальных (снятие слоя металла), фрезеровальных (вырезание канавок, углублений) и т.д.

Дефекты обработки резанием являются следствием неправильной настройки станков, небрежной заточки инструментов, ошибок при измерении. Наиболее часто встречаются несоответствие формы и размеров, заусенцы, риски, царапины, разнотолщинность, смещение отверстий, нарушение шага нарезки зубьев.

Термическая обработка - это процесс изменения структуры и свойств металлов и сплавов путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения. Она проводится для полуфабрикатов и деталей из черных и цветных металлов и сплавов и включает в себя такие виды, как отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг заключается в том, что полуфабрикаты и детали медленно нагревают в печи, выдерживают от нескольких часов до нескольких суток при высокой температуре (от 700 до 11000С), а затем медленно охлаждают вместе с печью. В зависимости от цели виды отжига различны - полный, неполный, низкий, диффузионный. В результате отжига структура металла становится мелкокристаллической, внутренние напряжения исчезают, повышается пластичность, уменьшается твердость. Это облегчает резание, строгание, шлифовку, полировку. 

Нормализация - способ термической обработки, при котором происходит нагрев металла до высокой температуры с последующим охлаждением на воздухе. Нормализованные стали имеют более высокую твердость, чем отожженные при одинаковой пластичности. Нормализацию применяют при изготовлении посуды, инструментов, деталей транспортных средств.

Закалка - это нагрев изделия до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением. Закалке часто подвергают только поверхность таких изделий, как режущие, пилящие, колющие инструменты, зубья шестерен, шейки валов. При закалке металл наряду с повышенной твердостью приобретает и некоторую хрупкость.

Отпуск проводится для закаленных стальных деталей для того, чтобы стабилизировать внутреннюю структуру. Детали нагревают, выдерживают и медленно охлаждают. При этом твердость и хрупкость могут частично уменьшиться. Отпуск применяют для режущего и измерительного инструмента, пружин, деталей транспортных средств, подвергающихся значительным нагрузкам.

В последнее время появились новые виды термической обработки, такие как лазерная (используется на ВАЗе и ЗИЛе); термомеханическая (одновременно производится деформация и нагрев делали); термоциклическая (многократно повторяющиеся циклы нагрев-охлаждение).

Термохимическая обработка - это насыщение наружного слоя стали углеродом, азотом, алюминием и другими химическими элементами при высокой температуре. Ее цель - изменение структуры, химического состава, свойств поверхности сплава. Различают следующие виды термохимической обработки:

- цементация - насыщение углеродом поверхности изделий из низкоуглеродистых сталей. Она может быть проведена в различных средах: в твердой (посредством твердых науглероживателей), газообразной и жидкой (в расплавленных солях). Вследствие повышения содержания углерода поверхность металла становится твердой, прочной, выносливой при кручении, изгибе. Цементации подвергают зубчатые колеса, поршневые пальцы, кольца и ролики подшипников; 

- цианирование (нитроцементация) - одновременное насыщение поверхностного слоя металла углеродом и азотом для повышения твердости и усталостной прочности, а также коррозионной стойкости. Его применяют только для инструментов из режущих сталей;

- азотирование - это процесс насыщения поверхности стальных изделий азотом для повышения твердости, износостойкости, коррозионной стойкости. Различают прочностное и антикоррозионное азотирование. Этому процессу подвергаются пуансоны, штампы, детали транспортных средств, изготовленные из легированных марок сталей;

- диффузионное насыщение (диффузная металлизация) - это поверхностное легирование сталей алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами. При диффузной металлизации алюминием (алитирование) детали приобретают высокую окалиностойкость, проводится она для коллекторов моторов, электронагревателей. Хромирование (насыщение хромом) придает изделиям коррозионную устойчивость, кислотоупорность и поверхностную твердость (втулки насосов, клапаны компрессоров). Диффузная металлизация кремнием (силицирование) способствует повышению кислотостойкости. Детали, прошедшие подобную обработку, применяются в автомобилестроении и в технике. Аналогичные свойства придает деталям борирование (насыщение бором).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Особенности и дефекты механической обработки заготовок и изделий из металлов

2. Понятие о термической обработке. Ее основные виды и новые способы

3. Цель термохимической обработки.

4. Цементация, ее применение. Отличие цементации от цианирования

5. Особенности азотирования и диффузной металлизации

6. Свойства, придаваемые изделиям в процессе диффузной металлизации алюминием, хромом, кремнием, бором


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 304; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ