ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Совершенствование существующих методов обработки деталей машин Суслов, В.П Инютин, Михайлов) из "Машиностроение энциклопедия ТомIII-3 Технология изготовления деталей машин РазделIII Технология производства машин " Упрочнеше — повышение сопротавле-ния заготовки (детали) разрушению или деформации. В зависимости от условий эксплуатации детали имеют тог или иной вид разрушения, а следовательно, их конструкционная прочность будет определятся различными характеристиками конструкционной прочности материала (КПМ). [c.365] Характеристики КПМ можно объединить в две группы кратковременные и временные. [c.365] К первой группе относятся временное сопротивление, предел текучести, относительное сужение при разрыве, ударная вязкость и т.д., которые определяют сопротивление материала действуюшим нагрузкам при однократном их приложении. [c.365] К второй группе относятся длительная прочность, сопротивление усталости, контактная выносливость, износ, термостойкость, коррозия под напряжением и др., которые зависят от продолжительности нагружения. [c.365] КПМ можно повысить конструктивными, металлургическими, технологическими и эксплуатационными методами. [c.365] Современная технология располагает большим количеством методов упрочнения, которые позволяют повысить практически любую характеристику КПМ. [c.365] Различают объемные упрочнения, т.е. обеспечивающие примерно одинаковое упрочнение по всему сечению заготовки, и поверхностное, при котором осуществляется упрочнение только поверхностного слоя. [c.365] Объемное упрочнение применяется для повьпиения статической прочности деталей, у которых рабочие напряжения распределены по сечению более или менее равномерно. Объемное упрочнение осушествляется как правило термической объемной обработкой. Формирование требуемых эксплуатационных свойств деталей при термической обработке достигается правильным выбором материала, скорости и температуры нагрева, времени вьщержки, скорости охлаждения, глубины прокаливаемости, а также сочетанием различных методов термообработки. [c.365] Для таких деталей используют методы поверхностного упрочнения. [c.365] Поверхностное упрочнение деталей может осуществляться двумя путями изменением (модификацией) состояния поверхностного слоя или нанесением покрытий. [c.365] С физической точки зрения упрочнение металла путем модифицирования представляет собой процесс увеличения дефектов кристаллической структуры (вакансии, внедренные атомы, атомы примеси, дислокации, дефекты упаковки, границы зерен, блоков, субзерен, фрагментов и др.). Особую роль отводят механизму дислокационного упрочнения. Увеличение дефектов кристаллической структуры способствует торможению подвижных дислокаций и, как следствие, повьппению сопротивления сдвигу. [c.365] С другой стороны, чрезмерное увеличение дефектов кристаллической структуры металлов, может явиться источником большой локальной напряженности в металле и появлением в нем поврежденности в виде субмикро-, микро- и макрюпор и трещин, снижающих КПМ. Поэтому процесс упрочнения металла технологически должен быть управляем. [c.365] Упрочнение путем модификации осуществляется термообработкой, насыщением поверхностного слоя легирующими элементами, пластической деформацией иди физическими полями. [c.365] Распространенным методом нагрева деталей под поверхностную термообработку является нагрев токами высокой частоты (ТВЧ), позволяющий получить сочетание высокой твердости поверхности и вязкости сердцевины. [c.365] Широкие возможности по упрочнению поверхностного слоя обеспечивают методы, основанные на использовании конценприро-ванных потоков (КПЭ) энергии. [c.365] Насыщение поверхностного слоя металлами и неметаллами повышает их эксплуатационные свойства за счет увеличения твердости и износостойкости (углерод, азот), жаростойкости (алюминий, хром, кремний) или другие свойства. Скорость внедрения атомов легирующих элементов в кристаллическую решетку основного металла увеличивается с ростом температуры и давления. [c.366] Наряду с традиционными методами хи-мико-термической обработки, осуществляемыми с объемным нагревом деталей, применяются методы лазерного, ионного, электроэрозионного поверхностного легирования, которые позволяют получать специфичные структуры с высокими эксплуатационными свойствами. [c.366] Поверхностаое пластическое деформирование (ППД) применяется с целью деформационного упрочнения металла и создания в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений, а также получения благоприятного профиля шероховатости поверхности. ППД весьма эффективно для повьппения сопротивления усталости, особенно для деталей, изготовленных из высокопрочных материалов, имеющих повышенную чувствительность к концентраторам напряжения. Наличие в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений снижает скорость распространения усталостных трещин. Малая шероховатость поверхности, имеющая большой радиус впадин, также способствует снижению концентрации напряжений на поверхности детали. Повышение износостойкости деталей обработкой ППД связано с формированием благоприятного профиля шероховатости, который сочетает хорошую опорную способность с достаточной маслоемкостью поверхности. [c.366] Модификация поверхностного слоя физическими полями основана на использовании импульсной магнитной обработки, нейтронного облучения и других физических методов, целенаправленно изменяющих тонкую кристаллическую структуру. [c.366] Применение покрытий позволяет технологическими способами управлять эксплуатационными свойствами поверхностного слоя, изготовляя деталь из недорогих и недефицитных материалов. Поскольку покрытия увеличивают размер, они применяются также при ремонте деталей. [c.366] Вернуться к основной статье