Обработка металлов и сплавов

Виды химико-термической обработки металлов и сплавов. Технология и назначение диффузной металлизации стали. Обработка металлов и сплавов резанием, шлифование заготовок на станках. Способы и технология проведения наплавки материалов на поверхности.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 17.10.2010
Размер файла 154,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Кузбасский государственный технический университет

Контрольная работа

Предмет: Машиностроение

Назначение, сущность и виды химико-термической обработки металлов и сплавов. Технология и назначение диффузной металлизации стали

Кемерово,-2009

Содержание

1. Назначение, сущность и виды химико-термической обработки металлов и сплавов. Технология и назначение диффузной металлизации стали

2. Назначение, сущность и способы наплавки материалов на поверхности. Технология ее проведения

3. Назначение и сущность обработки металлов и сплавов резанием, ее значение в машиностроении. Обработка заготовок на шлифовальных станках

Список литературы

1. Назначение, сущность и виды химико-термической обработки металлов и сплавов. Технология и назначение диффузной металлизации стали

Микроструктура стали и чугуна имеет несколько составляющих и является неоднородной. Получение нужной структуры входит в область термической обработки. В результате термообработки при изменении температуры нагрева и режима охлаждения получается требуемая микроструктура, что приводит к улучшению физико-механических свойство сплавов.

Превращения в стали при нагревании. Нагрев стали при термической обработки используют для получения мелкозернистого аустенита.

Эвтектоидная сталь при нормальной температуре имеет структуру перлита. В процессе ее нагревания при температуре 727° С перлит превращается в аустенит.

В доэвтектоидных сталях (Ф+П) при дальнейшем нагревании происходит превращение феррита в аустенит, которое заканчивается при температуре 830°С.

У заэвтектоидных сталей (Ц+П) идет процесс растворения цементита в аустените, заканчивающийся при 940°С.

Образование аустенита обеспечивает перестройку -железа в -железо с растворением в нем углерода.

Для завершения диффузионных процессов и получения однородного аустенита сталь нагревают до температур на 30-50° выше критических (830°С, 940°С или 727°С) и выдерживают при этих температурах определенное время [3].

Превращения в стали при охлаждении. Аустенит устойчив только при температуре 727°С. При охлаждении стали, предварительно нагретой до аустенитного состояния, аустенит становится неустойчивым - начинается его превращение.

При медленном понижении температуры получается грубая смесь феррита и цементита, которая называется перлитом. Распад аустенита с образованием перлита является диффузионным процессом.

Если сталь, нагретую до состояния аустенита, охлаждать с большой скоростью, то будет переохлаждение аустенита с его распадом и образованием мелкозернистой ферритно-цементитной смеси. Чем больше скорость охлаждения, тем мельче ферритно-цементитная смесь. Образующиеся более мелкие, по сравнению с перлитом, структуры, имеют повышенную твердость и свое особое название.

При охлаждении стали на воздухе аустенит распадается с образованием сорбита. Его образование начинается при 600°С и заканчивается при 500°С. Сталь, в которой преобладает структура сорбита, обладает высокой прочностью и пластичностью.

При еще более низких температурах - 500-200°С - образуется троостит, обладающий еще большей дисперсностью. Сталь со структурой троостита имеет повышенную твердость, достаточную прочность, вязкость и пластичность.

По своему строению перлит, сорбит и троостит очень сходны. Все они являются механическими смесями феррита и цементита и отличаются лишь размерами пластинок феррита и цементита [3].

В случае очень высокой скорости охлаждения (в воде) удается полностью подавить диффузионные процессы, происходит только бездиффузионное превращение, которое называется мартенситом. Мартенсит отличается от сорбита и троостита и по структуре и по свойствам. Он представляет собой твердый раствор углерода в -железе, имеет игольчатое строение, обладает высокой твердостью, низкой пластичностью. Особенность его структуры объясняется тем, что при резком охлаждении углерод не успевает выделиться из твердого раствора аустенита в виде частичек цементита, как это происходит при образовании перлита, сорбита и троостита. Происходит только перестройка решетки -железа в решетку -железа. Атомы углерода остаются в решетке -железа (мартенсита) и поэтому сильно ее искажают.

При температурах, когда диффузия атомов железа сильно замедляется, а атомов углерода протекает сравнительно легко (скорость охлаждения выше, чем при образовании троостита, но недостаточна для получения мартенсита), происходит промежуточное - бейнитное - превращение, для которого характерны особенности как перлитного, так и мартенситного превращений. В результате промежуточного превращения образуется структура, состоящая из смеси -фазы, часто пресыщенной углеродом и карбида (цементита), которая называется бейнит, или игольчатый троостит.

Понятие о термической обработке. Режимы термической обработки. Термической (тепловой) обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлов и сплавов с целью изменения их структуры. При этом достигается существенное изменение свойств при неизменном химическом составе [3].

Термическая обработка может быть разупрочняющей или упрочняющей. Разупрочняющая - для придания заготовке необходимых технологических свойств (например, обрабатываемость резанием выше, если прочность и твердость металла низкие). Упрочняющая - для получения необходимых эксплуатационных свойств.

Условия, при которых осуществляется термическая обработка, называются режимом. К параметрам режима относятся: температура и время нагрева, скорости нагрева и охлаждения, время выдержки после нагрева.

Нагрев должен вестись так, чтобы, с одной стороны, обеспечить равномерный прогрев детали, необходимые превращения структуры, гарантировать от получения трещин, коробления и, с другой стороны, обеспечить наибольшую производительность нагревательных устройств (печей). Нагрев может быть прямым, ступенчатым, постепенным. Вид нагрева выбирают в зависимости от массы детали, марки сплава, вида термической обработки. Режимы нагрева определяются диаграммами состояния. Время нагрева также зависит от нескольких факторов: от способа нагрева (пламенная или электрическая печь, токи высокой частоты и т.д.), от массы нагреваемого металла и его физических свойств (теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности).

Допустимая скорость нагрева зависит от химического состава сплава, его структуры, конфигурации деталей и от интервала температур, в котором ведется нагрев. Выдержка после нагрева до заданной температуры должна обеспечить сквозной прогрев деталей, завершение структурных и фазовых превращений. Продолжительность выдержки должна быть минимально необходимой (при излишней выдержке начинается рост зерна, сталь обезуглероживается, на поверхности появляется окалина). Чем выше температура нагрева, тем меньше должно быть время выдержки.

Скорость охлаждения регулируется средой, в которой происходит охлаждение. Так, при охлаждении деталей вместе с печью, скорость охлаждения составляет 20-30 град/ч. Скорость охлаждения в воде свыше 300 град/с. При охлаждении на воздухе скорость охлаждения несколько выше, чем при охлаждении с печью. Благодаря таким процессам добиваются повышения прочности, твердости, износостойкости и обрабатываемости сплава.

Термическая обработка с учетом фазовых и структурных преобразований, происходящих в металлах и сплавах при нагреве и охлаждении, делится на собственно термическую, химико-термическую и термомеханическую обработку.

Химико-термическая обработка стали

Цементация - наиболее распространенный в машиностроении способ химико-термической обработки стальных деталей - применяется для получения высокой поверхностной твердости, износостойкостью и усталостной прочности деталей. Эти свойства достигаются обогащением поверхностного слоя низкоуглеродистой и нелегированной стали углеродом до концентрации эвтектоидной или заэвтектоидной и последующей термической обработкой, сообщающей поверхностному слою структуру мартенсита с тем или иным остаточным количеством остаточного аустенита и карбидов.

Глубина цементированного слоя обычно находится в пределах 0,5 - 2,0 мм (иногда для мелких деталей в пределах 0,1 - 0,3 мм, а для крупных - более 2,0 мм). Цементацию стальных деталей осуществляют в твердых, газовых и жидких карбюризаторах. За последние годы все большее развитие получает газовая цементация.

Диффузия углерода в сталь. По количественной характеристике диффузии углерода в железо накоплены многочисленные данные.

Коэффициент диффузии углерода в a-железо более чем на порядок выше, чем в g-железо, имеющее значительно более плотно упакованную решетку.

Диффузия углерода в феррите обуславливает возможность протекание таких низкотемпературных процессов, как коагуляция и сфероидизация карбидов в отожженной стали, карбидообразование при отпуске закаленной стали, графитизация и т. д. Однако, цементация при температурах существования a-железа не производится ввиду ничтожной растворимости в этой фазе углерода. Цементация проводится при температурах 920-950 oС и выше, при которых сталь находится в аустенитном состоянии.

Концентрационная зависимость коэффициента диффузии углерода в аустените выражается уравнением:

Dc = (0,07 + 0,06C%)e -32000/RT

Или по другим данным:

Dc = (0,04 + 0,08C%)e -31350/RT.

Из приведенных зависимостей следует, что коэффициент диффузии углерода в аустените увеличивается с увеличением содержания углерода в стали. Это, очевидно, связано с увеличением искажения кристаллической решетки аустенита и термодинамической активностью углерода.

Легирующие элементы оказывают существенное влияние на диффузию углерода в аустените, что связано с искажением кристаллической решетки, изменением энергии межатомной связи в твердом растворе и термодинамической активности углерода.

При других температурах влияние некоторых элементов на коэффициент диффузии углерода в аустените изменяется, карбидообразующие элементы обычно замедляют, а некарбидообразующие ускоряют диффузию углерода. Однако следует заметить, что это обобщение требует существенного уточнения. Так, например, кремний увеличивает коэффициент диффузии углерода в аустените при низких температурах (ниже 950о С), что согласуется с представлением о кремнии как о некарбидообразующем элементе, искажающем кристаллическую решетку аустенита и вследствие этого ускоряющем диффузию [3].

Сталь для цементации. Цементированные детали после соответствующей термической обработки должны иметь твердый, прочный поверхностный слой, стойкий против износа и продавливания, и достаточно прочную и вязкую сердцевину. В связи с последним требованием для цементации применяют низкоуглеродистую сталь, содержащую 0,08 - 0,25 %С.

В последние годы для высоконагруженных зубчатых колес и других ответственных, в том числе крупных, деталей начали использовать цементуемую сталь с более высоким (0,25 - 0,35%) содержанием углерода.

Положительное влияние повышения содержания углерода в цементованной стали отмечалось и в ряде последующих работ. Показано, что увеличение содержания в некоторых сталях углерода повышает предел их выносливости лишь в случае одновременного некоторого снижения глубины цементованного слоя.

Для цементации широко используют низкоуглеродистую качественную сталь (08, 10, 15 и 20) и автоматную сталь (А12, А15, А15Г, А20), а для неответственных деталей низкоуглеродистую сталь обыкновенного или повышенного качества (Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5, М12, М16, Б09, Б16 и др.). ответственные изделия изготавливают из легированной стали.

Основное назначение легирующих элементов в цементуемой стали - повышение ее прокаливаемости и механических свойств сердцевины. Большинства легирующих элементов понижает склонность зерна стали к росту при нагреве, а некоторые из них улучшают механические свойства цементованного слоя.

Цементация в разных средах: цементация в твердом карбюризаторе; цементация в твердом карбюризаторе с нагревом током высокой частоты; цементация в пастах; цементация в пастах с нагревом; газовая цементация; высокотемпературная газовая цементация стали в печах; цементация с нагревом; ионная цементация; газовая цементация кислородно-ацетиленовым пламенем; цементация в жидкой среде; цементация в расплавленном чугуне [3]. Как видно из приведенного списка видов цементации, их существует довольно много.

Азотированием (азотизацией или нитрированием) стали называется процесс поверхностного насыщения стали азотом. Азотированию, как и цементации, подвергают детали, работающие на износ и воспринимающие знакопеременные нагрузки. Азотированные детали имеют следующие преимущества: высокую твердость, износостойкость, теплостойкость и коррозийную стойкость. Так как азотированию подвергают в основном легированные стали определенных составов, и процесс имеет большую продолжительность (30-60 ч.), применение его оказывается экономически целесообразным лишь для обработки ответственных инструментов и деталей авиамоторов, дизелей, турбин, приборов и т. п.

Для насыщения целесообразнее использовать атомарный азот, образующийся в момент разложения соединений, содержащих этот элемент. В качестве такого соединения обычно применяют аммиак, диссоциация которого сопровождается выделением азота в атомарном активном состоянии, который, однако, вскоре переходит в молекулярное состояние и теряет свою активность:

2NH3 = 2N + 6H

2N N2

6H 3H2.

Поэтому азотирование интенсивно протекает лишь в том случае, когда диссоциация аммиака происходит в непосредственной близости от азотируемой поверхности.

Стали для азотирования. Все шире применяется азотирование аустенитных и нержавеющих теплостойких сталей. Аустенитная сталь, как известно, имеет низкую износостойкость, но в то же время обладает рядом ценных свойств: парамагнитностью, высокой жаропрочностью, окалиностойкостью, коррозийной стойкостью и высокой ударной вязкостью при температуре ниже 0 0С. Азотирование - наиболее эффективный способ повышения износостойкости аустенитных нержавеющих сталей.

В ряде зарубежных работ освещены результаты исследований сталей, содержащих титан. Эти стали азотируются быстрее, чем хромомолибденоаллюминиевая, и отличаются более высокой поверхностной твердостью и красностойкостью.

Разработана сталь, содержащая 18% Ni, насыщение азотом при 425-455 0С в течение 20 ч приводит к превращению в поверхностном слое феррита в аустенит, а последний, при охлаждении на воздухе превращается в мартенсит.

Рекомендовано подвергать азотированию (взамен цианирования) инструмент из быстрорежущих сталей Р9 и Р18.

Азотированию подвергают также детали из высокопрочного магниевого чугуна (в частности, коленчатые валы тепловоза и детали из специальных чугунов, легированных алюминием).

Свойства азотированной легированной стали. Азотированный слой обладает высокой твердостью и износостойкостью. Износостойкость азотированной стали в 1,5-4 раза выше износостойкости закаленных высокоуглеродистых, цементованных, а также цианированных и нитроцементованных сталей.

Азотирование снижает вязкость стали, повышает ее прочность, ослабляет влияние концентраторов напряжений на снижение предела выносливости стали и существенно повышает предел выносливости, особенно тонких деталей и деталей, работающих в некоторых коррозионных средах.

Азотирование повышает сопротивление задираемости и налипанию металла под нагрузкой и особенно при повышенных температурах.

Азотированная сталь обладает теплостойкостью (красностойкостью), и ее твердость сохраняется после воздействия высоких температур. Например, сталь 38ХМЮА сохраняет свою твердость при нагреве до 500-520 0С в течение нескольких десятков часов. Еще большую устойчивость твердости против воздействия температур (до 600 0С) имеет аустенитная сталь. Однако при длительной эксплуатации в условиях высоких температур азотированный слой постепенно рассасывается, на поверхности образуются окислы и происходит глубокая диффузия кислорода по нитридным прожилкам, образующимся как в процессе азотирования, так и при длительном нагреве во время эксплуатации.

В результате азотирования коррозионная стойкость конструкционной стали (в среде воздуха, водопроводной воде, перегретом паре, слабых щелочных растворах) повышается и, наоборот, аустенитной хромоникелевой и нержавеющей хромистой стали некоторых марок понижается. Окалиностойкость последних сталей также понижается. Это объясняется тем, что в азотированном слое этих сталей из твердого раствора устраняется значительная часть хрома, входящего в состав образующихся нитридов. В аустенитной стали некоторых составов, например с малым содержанием никеля, это может сопровождаться даже выпадением в азотированном слое a-фазы, в результате чего поверхностный слой становится слегка магнитным.

Азотированная сталь обладает высокой эрозионной стойкостью в потоках горячей воды и водяного пара.

Для цианирования на небольшую глубину используют ванны составом:

№1 NaCN 20-25%, NaCl 25-50%, Na2CO3 25-50%, температура цианирования 840-870 0С, продолжительность процесса - 1ч.

№2 цианплав ГИПХ 9%, NaCl 36%, CaCl2 55%.

Реакции, идущие в ванне №1:

2NaCN + O2 = 2NaCNO

2NaCNO + o2 = Na2CO3 + 2N + CO.

реакции, идущие в ванне №2:

Ca(CN)2 = CaCN2 + C

CaCN2 + O2 = CaO + CO + 2N

2Ca(CN)2 + 3O2 = 2CaO + 4CO + 4N.

После цианирования непосредственно из ванны производится закалка. Структура нитроцементованного и цианированного слоя.

При цианировании при 850-900 0С в цианистых ваннах, содержащих цианплав, и при глубоком цианировании при 900-950 0С в низкопроцентных ваннах с цианистым натрием и хлористым барием сталь с поверхности насыщается углеродом примерно до той же концентрации, что и при цементации, и лишь немного азотом. При цианировании в ванне №1 сталь насыщается углеродом несколько меньше, чем при цементации, а азотом в поверхностной зоне слоя больше, чем в других ваннах.

Низкотемпературной нитроцементации и цианированию при 560-700 0С подвергаются стали различного назначения для повышения их поверхностной твердости, износостойкости, предела выносливости, теплостойкости и противозадирных свойств. Обычно такая обработка проводится при 560-580 0С, т. е. при температуре, которая немного ниже минимальной температуры существования ?-фазы в системе Fe - N. Поэтому в процессе обработки при такой температуре на стали образуется, по существу, азотированный слой, а углерод проникает на глубину лишь нескольких микрон, где может образовываться тонкая карбонитридная зона.

Свойства нитроцементованной и цианированной стали.

Нитроцементованная и цианированная конструкционная сталь благодаря присутствию азота более износостойка, чем цементованная.

Нитроцементация и цианирование существенно повышают предел выносливости, причем нитроцементация в большей степени, чем цианирование, а в ряде случаев в большей степени, чем цементация.

При цианировании невозможно регулировать концентрацию азота и углерода в слое. Поэтому в цианированном слое количество остаточного аустенита всегда больше, чем в нитроцементованном [3].

2. Назначение, сущность и способы наплавки материалов на поверхности. Технология ее проведения

Наиболее распространенными способами восстановления размеров изношенных деталей и нанесения поверхностных слоев с заданными эксплуатационными характеристиками является наплавка. Среди известных её способов на практике широко применяются ручная дуговая наплавка штучными электродами, механизированная под слоем флюса, в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродом, плазменная, вибродуговая и газоплазменная наплавка.

Ручная дуговая наплавка -- наиболее распространенный метод, преимуществами которого являются простота процесса и используемого наплавочного оборудования, возможность его применения для ремонта деталей различной конструкции и размеров. К недостаткам относятся непостоянство качества неплавленного слоя, низкая производительность и тяжелые условия труда.

При механизированной наплавке под слоем флюса (рис. 1) в зону горения дуги с помощью специальных аппаратов подается электродная проволока или лента. Зона горения дуги и ванна расплавленного металла защищены гранулированным флюсом специального состава. Перемещение дуги вдоль изделия осуществляется автоматически, поэтому размеры валиков и состав наплавленного металла являются более стабильными, чем при ручной наплавке [5].

1 - изделие; 2 - источник питания; 3 - флюсопитатель; 4 - механизм подачи проволоки; 5 - сварочная дуга; 6 - расплавленный шлак; 7 - слой флюса; 8 - сварочная ванна; 9 - наплавленный валик; 10 - шлаковая корка

Рисунок 1 - Схема процесса наплавки под слоем флюса

Наплавка выполняется при больших плотностях тока и является более производительным процессом, в результате которого за 1 ч наплавляется 5-8 кг металла, в то время как при ручном способе этот показатель составляет 1-2 кг/ч. К недостаткам механизированной наплавки под флюсом следует отнести невозможность применения этого способа для наплавки деталей сложной конфигурации, а также потребность в специальном наплавочном оборудовании.

Распространенным методом является автоматическая и полуавтоматическая наплавка плавящимся электродом в среде защитных газов. В этом случае зона горения дуги и расплавленный металл защищаются от воздуха струей инертного или углекислого газа. Этот метод наплавки применяют в тех случаях, когда затруднена или невозможна наплавка под флюсом (при наплавке внутренних поверхностей глубоких отверстий, мелких деталей или деталей сложной конфигурации, кромок изделия, когда удержание флюса на поверхности изделия представляет значительные трудности) [5].

Наилучшая защита металла достигается при использовании инертных газов (аргон или гелий), применяемых для наплавки высоколегированных сталей, а также цветных металлов и сплавов. При наплавке в углекислом газе активные легирующие элементы (хром, алюминий, титан и др.) интенсивно окисляются. Тем не менее, данный способ распространен при наплавке углеродистых и легированных сталей, при условии дополнительного введения в присадочные материалы активных раскислителей (марганца, кремния и др.).

При наплавке цветных металлов и высоколегированных сплавов применяется наплавка в среде инертного защитного газа неплавящимся (вольфрамовым) электродом. В этом случае присадочный материал в виде отдельных прутков или проволоки подается в зону горения дуги вручную или с помощью специального подающего механизма (при механизированных способах наплавки). Этим же методом можно производить наплавку материалов, предварительно нанесенных на поверхность изделия в виде паст и порошков.

Преимущество данного метода - возможность наплавки практически любого состава металла, высокое качество наплавленных слоев, малая глубина проплавления основного металла, возможность нанесения тонких (до 0,5 мм) слоев. К недостаткам следует отнести значительную трудоемкость процесса и высокую стоимость защитных газов [5].

В некоторых случаях при наплавке в качестве неплавящегося электрода можно использовать графитовые или угольные стержни. Данный метод используется преимущественно для наплавки малоответственных изделий высокоуглеродистыми твердыми сплавами. Наплавка производится по слою гранулированной шихты.

3. Назначение и сущность обработки металлов и сплавов резанием, ее значение в машиностроении. Обработка заготовок на шлифовальных станках

В настоящее время резка металла приобретает все большее значение. Это происходит в первую очередь за счет увеличения объемов производства, с которыми не справляется обычная ручная резка, а также в связи со значительным развитием кибернетики и автоматики, благодаря чему изготовление станков с ЧПУ для фигурной вырезки деталей и заготовок не представляет технической сложности и окупаемость данного оборудования лежит в пределах 0,5--1 года. Изготовление станков с ЧПУ в существенной мере облегчило труд резчика, повысило производительность труда и точность изготовления детали (заготовки), благодаря чему возросла роль резки металла в заготовительном производстве.

Одной из наиболее трудоемких операций, в настоящее время, остается подготовка кромок под сварку.

Плазменная резка металла - высокоэффективный, производительный и перспективный способ обработки металлопроката. Процесс плазменной резки основан на локальном расплавлении металла и выдуванием жидкого металла потоком плазмообразующего газа. Расплавление металла осуществляется совместным воздействием электрической дуги, горящей между плазмотроном и обрабатываемой деталью и потоком плазменного газа [5].

Лазерная резка - высокоэффективный способ обработки тонколистового проката, тонкостенных труб, стандартного и специального профильного проката.

Лазерная резка нашла широкое применение в заготовительном производстве на резке тонких листов. Лазерная резка обеспечивает качественный, чистый безгратовый рез. Она обладает большей точностью по сравнению с плазменной резкой (0,076мм при лазерной резке против 0,38 мм при плазменной). Кроме того, перпендикулярность кромок при лазерной резке лучше, чем при плазменной.

Существенным недостатком лазерной резки является низкий КПД самого лазера, что не позволяет обрабатывать листы толще 12 мм.

Резка водяной струей - экологически чистый, высокоэффективный и перспективный способ обработки тонколистового материала.

Таблица 1 Плазменная резка

Газ

Обрабатываемый материал

Преимущества

Недостатки

Воздух

Углеродистые стали

Нержавеющие стали

Чистый быстрый рез на углеродистых сталях.

Приемлемость.

Удобство.

Быстрое выгорание электрода

Нитрирование поверхности реза

Окисление нержавеющих сталей, алюминия

N2

Нержавеющие стали

Алюминий

Углеродистые стали

Отлично разрезает: нержавеющие стали, алюминий.

Высокий ресурс электрода.

Нитрирование поверхности реза

Ar-H2

Нержавеющие стали

Алюминий

Отличное качество реза и скорость на материалах толще 12,7 мм

Малое задымление

Дорогой

Не применим на углеродистых сталях

O2

Углеродистые стали

Чистый рез

Отсутствует нитрирование поверхности реза

Самый быстрый способ резки углеродистых сталей

Короткий срок службы электрода

Окисление нержавеющих сталей, алюминия

Шлифование - один из прогрессивных методов обработки металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку срезают абразивными инструментами - шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между зернами круга и связкой расположены поры. Материалы высокой твердости, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными [1].

Шлифование состоит в том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих поверхностях шлифовального круга (периферия круга).

В машиностроении наиболее часто применяют следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее и плоское [2].

Круглое наружное шлифование. Заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей заготовки и врезное шлифование. Для осуществления шлифования необходимо, чтобы шлифуемая заготовка и абразивный инструмент имели заданные относительные движения, без которых резание металлов невозможно.

При круглом наружном шлифовании с продольной подачей необходимо следующие движения: вращение шлифовального круга - главное движение резания; вращение шлифуемой заготовки вокруг своей оси - круговая подача заготовки; прямолинейное возвратно-поступательное движение заготовки (или шлифовального круга) вдоль своей оси - продольная подача; поперечное перемещение шлифовального круга на заготовку (или заготовки на шлифовальный круг) - поперечная подача или подача на глубину резания [4].

При бесцентровом шлифовании резание осуществляется шлифовальным кругом так же, как на обычных центровых шлифовальных станках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи шлифуемой заготовки. При бесцентровом наружном шлифовании шлифуемую заготовку устанавливают на опорном ноже между кругами - шлифующим (рабочим), расположенным слева, и подающим (или ведущим), расположенным справа. Для осуществления бесцентрового шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга, вращение подающего круга, круговая и продольная подачи. Вращением подающего круга шлифуемой заготовке сообщается вращение и продольная подача, для получения которой ведущий круг устанавливают под небольшим углом к оси шлифующего круга.

Круглое внутреннее шлифование - шлифование с продольной подачей шлифовального круга или заготовки и шлифование врезанием. Для этого способа шлифования необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей: вращение шлифовального круга, круговая подача заготовки, продольная подача заготовки или круга, поперечная подача шлифовального круга. Возможны так же внутреннее врезное и внутреннее бесцентровое шлифование.

Круглое бесцентровое внутреннее шлифование осуществляют без закрепления заготовки.

Плоское шлифование делят на две группы: шлифование периферией круга и шлифование торцом круга.

Для осуществления плоского шлифования необходимы следующие движения: а) главное движение резание - вращение шлифовального круга; б) движение подачи шлифуемой заготовки; в) движение поперечной подачи детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном движению подачи; г) движение шлифовального круга на заготовку или заготовки на шлифовальный круг - подача на глубину шлифования. В том случае, когда высота шлифовального круга больше ширины шлифуемой заготовки, поперечная подача отсутствует [4].

Список литературы

1. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки 1988 (М. Машиностроение 1988).

2. Лоскутов В.В. Шлифование металлов. Учебник 1985 (М. Машиностроение 1985).

3. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Издательство «Машиностроение». 1995.

4. Управление процессом шлифования. Киев. 1983.

5. Якимов А.В., Паршаков А.Н., Свирщев В.И., Ларшин В.П. Материалы и технология машиностроения. М., 2001.


Подобные документы

  • Сущность и назначение термической обработки металлов, порядок и правила ее проведения, разновидности и отличительные признаки. Термомеханическая обработка как новый метод упрочнения металлов и сплавов. Цели химико-термической обработки металлов.

    курсовая работа [24,8 K], добавлен 23.02.2010

  • Назначение и виды термической обработки металлов и сплавов. Технология и назначение отжига и нормализации стали. Получение сварных соединений способами холодной и диффузионной сварки. Обработка металлов и сплавов давлением, ее значение в машиностроении.

    контрольная работа [2,6 M], добавлен 24.08.2011

  • Физико-химические основы термической и химико-термической обработки материалов. Структуры и превращения в системе железо-углерод. Защитно-пассивирующие неорганические и лакокрасочные покрытия. Основы строения вещества. Кристаллизация металлов и сплавов.

    методичка [1,2 M], добавлен 21.11.2012

  • Рассмотрение правил проведения макро- и микроанализа металлов и сплавов, определению твердости, исследованию структур и свойств сталей и чугунов, цветных сплавов и пластмасс. Практические вопросы термической и химико-термической обработки металлов.

    учебное пособие [4,4 M], добавлен 20.06.2012

  • Термическая обработка металлов и ее основные виды. Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении. Основы химико-термической обработки. Цементация, азотирование, нитроцементация и цианирование, борирование и силицирование стали.

    реферат [160,5 K], добавлен 17.12.2010

  • Описание технологии производства чугуна и стали: характеристика исходных материалов, обогащение руд, выплавка и способы получения. Медь, медные руды и пути их переработки. Технология производства алюминия, титана, магния и их сплавов. Обработка металлов.

    реферат [101,6 K], добавлен 17.01.2011

  • Изучение химико-термической обработки металлов и сплавов. Характеристика возможностей методов отделочно-упрочняющей обработки для повышения износостойкости поверхностей. Описание фосфорирования, наплавки легированного металла и алмазного выглаживания.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 01.12.2013

  • Основы технологии термической обработки металлов и сплавов. Термическая обработка - этап технологического процесса изготовления деталей. Улучшение обрабатываемости материалов давлением или резанием. Формирования технических и электрических свойств.

    реферат [53,8 K], добавлен 20.01.2009

  • Распространенность металлов в природе. Содержание металлов в земной коре в свободном состоянии и в виде сплавов. Классификация областей современной металлургии в зависимости от методов выделения металлов. Характеристика металлургических процессов.

    презентация [2,4 M], добавлен 19.02.2015

  • В работе рассмотрена магнитоимпульсная обработка металлов – способ пластической деформации металлов и их сплавов, осуществляемый при прямом преобразовании электрической энергии в механическую непосредственно в самом обрабатываемом изделии. Виды обработки.

    реферат [1,9 M], добавлен 18.01.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.