Инструментальные стали и твердые сплавы

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

При изучении сталей, применяемых для изготовления режущего и мерительного инструмента, обратите внимание, что выбор стали зависит от условий работы самого инструмента. Необходимо уяснить влияние легирующих элементов в стали на повышение таких важных свойств, как прокаливаемость, теплостойкость (температура, до которой инструмент не теряет своих режущих свойств, в частности твердости), хрупкость, обрабатываемость резанием. Уясните, для каких инструментов применяют углеродистые инструментальные стали, для каких мaло- и среднелегированные, для каких — быстрорежущие стали. Рассматривая стали для изготовления штампов, необходимо понять влияние отличия условий работы штампов для горячей и холодной штамповки на назначение стали для их изготовления и особенности их термической обработки. Современный металлорежущий инструмент широко оснащается пластинками из металлокерамических сплавов, обладающими более высокими значениями теплостойкости. Металлокерамические твердые сплавы получают методом порошковой металлургии. Группы металлокерамических сплавов, марки и применение для обработки различных поверхностей, материалов и условия резания. Для чистовой обработки труднообрабатываемых сталей применяют металлорежущий инструмент, оснащенный пластиками из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора - композитов (эльбор, силинит, гексанит ).

Вопрос для самопроверки

1. Какие преимущества легированных инструментальных сталей перед углеродистыми?

2. Какие стали применяются для изготовления режущего и измерительного инструмента?

3. Какие стали применяют для изготовления штампов для холодной и горячей штамповки?

4. Какие группы и марки металлокерамических твердых сплавов применяют для оснащения металлорежущего инструмента?

Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами

K сталям и сплавам с особыми физико-химическими свойствами относятся: нержавеющая сталь, сталь и сплавы для работы при высоких температурах (жаропрочные и жаростойкие сплавы), износостойкие, электротехнические. Нужно понять, за счет чего получают нужные свойства этих материалов, их применение.

Вопрос для самопроверки

1. Какие стали называются нержавеющими, износостойкими, жаропрочными, жаростойкими?

Цветные металлы и сплавы.

Изучение начните со свойств чистой меди, затем перейдите к изучению строения, свойств и термической обработки медных сплавов, которые делятся на две основные группы: латуни и бронзы. Латунь и бронза классифицируются по технологическим свойствам на литейные и деформируемые. В свою очередь, бронзы литейные и деформируемые делятся на оловянные (содержащие в своем составе олово) и безоловянные. Рассматривая маркировку по ГОСТ, обратите внимание на различие маркировки литейных и деформируемых бронз и латуней. Изучение алюминиевых и магниевых сплавов также начните с рассмотрения свойств чистого алюминия и магния.

Как и медные сплавы, алюминиевые и магниевые сплавы делятся на литейные и деформируемые. Обратите особое внимание на термическую обработку сплавов этих металлов. Познакомьтесь с их маркировкой и применением. Рассмотрение антифрикционных сплавов нужно начать c требований, предъявляемых к ним. Изучить структуру, обеспечивающую выполнение этих требований, маркировку. Применение цветных металлов и сплавов в сельскохозяйственном, автотракторном машиностроении, в технике.

Вопросы для самопроверки

1. Какой термической обработке подвергаются медные, алюминиевые, магниевые сплавы и как при этом изменяются их свойства?

2. Какие сплавы отвечают требованиям, предъявляемым к антифрикционным сплавам?

Порошковые (металлокерамические) сплавы.

Примером безотходной технологии является изготовление деталей из порошковых материалов. Познакомьтесь с технологией получения порошков исходных материалов и изготовлением из них деталей. Уясните их преимущества и недостатки, применение в машиностроении. Разберитесь с классификацией и маркировкой порошковых сплавов по ГОСТ.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность технологии изготовления деталей из порошковых сплавов?

2. Какие порошковые сплавы нашли применение для изготовления деталей машин?

3.2.6. Неметаллические материалы.

Необходимо знать строение и свойства полимерных материалов. Разобраться c классификацией полимеров и особенностями свойств полимерных материалов. Знать основные термореактивные и термопластичные полимерные материалы и пластические массы на их основе. Разобрать состав, классификацию и физико-механические свойства резин. Познакомиться с основными методами переработки пластмасс и резины в изделия и технико-экономической эффективность их применения в автотракторном и сельхозмашиностроении.

Вопросы для самопроверки

1. Какие термореактивные и термопластичные пластмассы нашли применение в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении?

2. Какими основными методами получают детали из пластмасс и резины?

Композиционные материалы.

Одним из направлений повышения надежности и долговечности деталей машин является применение для их изготовления новых материалов. Большое будущее здесь за композиционными материалами—волокнистыми и дисперсно-упрочненными. Необходимо разобраться с их получением, строением, свойствами и возможным применением. Широкие перспективы применения в будущем имеют аморфные сплавы — металлические стекла, обладающие прочностью, близкой к теоретической. Необходимо иметь понятие об этих сплавах и сплавах с эффектом «памяти формы».

Вопросы для самопроверки

1. Какие композиционные материалы применяются для изготовления деталей машин?

2. Какие свойства имеют аморфные сплавы? Где применяют аморфные сплавы?

3. Можно ли повысить конструктивную прочность низколегированных сталей и как, если можно?

ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ.

Материал этого раздела посвящен рассмотрению методов получения конкретных деталей, конструкций и полуфабрикатов литьем, обработкой давлением и сваркой. Познакомьтесь c историей развития этих методов, вкладом русских и советских ученых и производственников в совершенствование процессов литья, обработки давлением и сварки.

2.1. Литейное производство. Литье является одним из древних методов получения конкретных деталей машин из металлов, который в наше время получил большое развитие. Уясните значение литейного производства для сельскохозяйственного машиностроения и тракторостроения. Изучение начните с рассмотрения общей схемы технологического процесса получения отливок. Затем разберитесь с каждой частью этого процесса подробнее. Изучите литейные сплавы и теоретические основы литейного производства отливок, изготовление отливок в песчано-глинистых формах, заострив внимание на модельном комплекте, формовочных и стержневых смесях, литниковых системах и технологии изготовления литейной формы. Познакомтесь с машинной формовкой, механизацией и автоматизацией изготовления литейных форм. При массовом производстве находят такие прогрессивные способы литья, как литьё в металлические формы, центробежное литье, литье под давлением, оболочковое литьё, литьё по выплавляемым моделям. Уясните схемы технологий получения отливок этими методами, их преимущества и недостатки. Изучите особенности изготовления отливок из различных сплавов: чугуна (серого, высокопрочного, ковкого), стали, алюминиевых, медных сплавов. Обратите при этом внимание на литейные свойства этих сплавов (температура плавления и заливки, жидкотекучесть, усадка) способы плавления их и материалы для шихтовки, заливки сплавом форм. Познакомьтесь с технологичностью конструкций литых деталей, основой их конструирования, дефектами литья, причинами их возникновения и методами исправления.

Вопросы для самопроверки

1. Из каких элементов состоит схема технологического процесса изготовления отливки?

2. Какие требования предъявляются к формовочным стержневым материалам, какие материалы отвечают этим требованиям?

3. В чем сущность получения отливок в металлические и оболочковые формы, центробежного литья, литья по выплавляемым моделям, под давлением?

2.2 Обработка металлов давлением.

Обработка давлением широко применяется при изготовлении и ремонте деталей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин. Изучение следует начать с рассмотрения теоретических основ обработки давлением. Необходимо хорошо усвоить понятие физической природы упругой и пластической деформации, влияние обработки давлением на структуру и свойства металлов. Изучая процессы, происходящие в металле при нагреве, уясните сущность явлений пережога, перегрева, обезуглероживания, угара и способы их предотвращения. Научитесь определять температурный интервал горячей обработки давлением углеродистых сталей и обосновывать этот выбор. Познакомитесь с печами и устройствами, применяемыми для нагрева заготовок. Сначала уясните сущность процесса продольной прокатки как наиболее распространенной. Уясните, благодаря чему и как происходит захват заготовки валками, как происходит деформация металла в валках. Ознакомитесь с устройством прокатного стана, схемами расположения рабочих клетей. Рассмотрите поперечную и поперечно-винтовую прокатку. Необходимо запомнить названия и назначение прокатных станов для проката различных заготовок, последовательность выполнения операций прокатки разных видов продукции, знать основные сортовые профили, некоторые специальные виды проката и их применение. При рассмотрении процесса волочения поймите его сущность, возможности. Разберите различные схемы волочения для получения большого разнообразия продуктов волочения. Поясните весь технологический процесс волочения в целом, обратите внимание на предварительную подготовку заготовки перед волочением. Познакомьтесь с продукцией волочильного производства и ее применением. При изучении процесса прессования, вникните в его сущность и широкие возможности применения благодаря увеличению пластичности металла за счет его всестороннего неравномерного сжатия. Познакомьтесь с различными схемами прессования, продукцией и областью ее применения. Изучение процесса свободной ковки начните с рассмотрения основных операций ковки. с последовательностью и методикой разработки технологического процесса: разработкой чертежа поковки, расчет размеров заготовки, выбором оборудования, последовательностью операций ковки, технологических требований к деталям. Разберитесь с разновидностями объемной штамповки: горячей и холодной, в открытых и закрытых штампах. Познакомьтесь с технологией одноручьевой, многоручьевой и раздельной штамповки на молотах, применяемыми инструментом и оборудованием.Разберитесь с технологией листовой штамповки.

Вопросы для самопроверки

1. Чем обусловливается выбор температурного режима горячей обработки давлением?

2. Чем отличается структура и свойства литого металла от кованого?

3. В чем сущность технологий ковки, прокатки, волочения, прессования, объемной и листовой штамповки?

Сварка металлов

Начните с рассмотрения общих сведений о сварке, как о технологическом процессе, в результате которого достигается неразъемное соединение вследствие образования межатомных связей между соединяемыми деталями. При этом следует обратить внимание на преимущества сварки по сравнению с другими видами соединений металлов. Приступая к изучению классификации способов сварки, следует уяснить, что сближение атомом может быть достигнуто путем пластического деформирования (в холодном или нагретом состоянии) или расплавлением соединяемых кромок, что и определяет физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением. Необходимо также уяснить, как сварочные процессы при сварке плавлением классифицируются пo виду энергии, применяемой для нагревания металла. Следует разобраться, почему однородные металлы хорошо свариваются, а разнородные плохо, какие надо принимать меры для улучшения свариваемости. Необходимо знать роль русских (Н. H. Бенардос, H. Г. Славянов) и советских (Е. O. Патон и др.) ученых в развитии сварочного производства. Прежде чем приступить к изучению отдельных видов сварки, надо четко уяснить сварочные свойства электрической дуги, а затем рассмотреть способы ручной дуговой сварки, полуавтоматической и автоматической сварки плавлением: сварку под флюсом, сварку в среде защитных газов, электрошлаковую сварку, плазменную сварку и др. При этом необходимо уяснить сущность каждого способа сварки, применяемого оборудования и сварочных материалов, а также изучить их технологические возможности и область применения.

При изучении газовой сварки, рассмотреть устройства и работу оборудования; указать технологические возможности и область применения газовой сварки. При изучении огневой резки металлов следует уяснить сущность способов резки металлов: кислородной, плaзменной, лазерной. Изучить технологические особенности каждого способа резки. Изучение способов сварки давлением следует начинать c рассмотрения трех основных разновидностей контактной сварки: стыковой, точечной и шовной. Следует усвоить физическую сущность, устройство и электрические схемы каждого вида контактной сварки, разобраться в основах их технологии. При этом надо уяснить, что общим для всех видов контактной сварки является то, что металл в зоне контакта двух свариваемых элементов при прохождении электрического тока достаточно большой силы нагревается в одних случаях до пластического состоянии, в других — до температуры плавления, после чего производится сжатие.

Следует также уделить внимание изучению новых способов сварки давлением: диффузионной в вакууме, ультразвуковой, трением. Нужно четко уяснить сущность и технологические особенности каждого из этих способов сварки, область их применения. Изучите особенности кристаллизации сварного шва. Возникновение деформаций и напряжений в сварных деталях. Классификации материалов по их свариваемости. Сварка конструкционных сталей: углеродистых, низколегированных и легированных. Понятие о сварке высоколегированных сталей, чугуна, меди, алюминия, титана и их сплавов. Для усвоения теоретических основ сварки плавлением необходимо знать диаграмму желeзо-углерод, температурные точки аллотропических превращений. Знание диаграммы поможет изучить структурные изменения в зоне шва и близлежащих зонах при кристаллизации и охлаждении cвaрного шва, а также уяснить, какие структурные превращения происходят в металле в зоне термического влияния, возникающего в процессе сварки. Особое внимание следует уделить принципам и механизму образования напряжений и деформаций при сварке, мерам по их уменьшению и устранению. Необходимо внимательно изучить три основные причины: неравномерный нагрев свариваемого металла, линейную усадку расплавленного металла и структурные изменения в металле шва при его затвердевании. Изучая особенности технологии сварки различных сталей, чугуна, металлов и сплавов, а также наплавки твердых сплавов, необходимо прежде всего запомнить зависимость свариваемости углеродистых и низкоуглеродистых сталей от процентного содержания в них углерода. Далее необходимо обратить внимание на холодную и горячую сварку чугуна, различие в подготовке к сварке чугунных изделий, электроды. Надо знать меры, предупреждающие отбеливание чугуна при холодной сварке, а также недостатки и достоинства каждого из этих видов сварки чугуна. Следует хорошо разобраться в особенностях сварки некоторых легированных сталей, обладающих плохой теплопроводностью, а также цветных металлов и сплавов. Особое внимание при этом необходимо обратить на окисление алюминия, затрудняющее сварку, и на способы его уменьшения.

При пайке возможно соединение не только всех однородных металлов и сплавов, но и разнородных, нередко с резко различными свойствами. Поэтому при таком разнообразии соединяемых металлов и сплавов и применяемых припоев необходимо усвоить сущность и схемы процесса пайки, его принципиальное различие от процесса сварки плавлением, а также следует знать, как классифицируются припои, указать основные технологические требования, которые они должны удовлетворять. Следует также изучить способы пайки, их характерные особенности в зависимости от используемых источников нагрева и оборудования. Изучение вопросов контроля сварных и паяных соединений рекомендуется начинать с классификации дефектов. При этом нужно уяснить, что дефекты подразделяются на две группы.

1. Дефекты, возникающие в связи с особенностями металлургических и тепловых процессов (кристаллизационные трещины, поры, холодные трещины, неметаллические исключения и др.).

2. Дефекты формирования шва, происхождение которых связано с нарушением режима сварки, и неправильной подготовкой под сварку, неисправностью сварочной аппаратуры и другими причинами.

Дефекты могут быть внешние и внутренние. Надо знать причины их появления и способы устранения. Затем необходимо перейти к изучению методов контроля дефектов. При этом следует усвоить, что для обнаружения наружных дефектов, кроме визуального осмотра, применяют контроль красками, люминофорами, магнитно-порошковым методом. Для обнаружения внутренних дефектов применяют физические методы контроля: просвечивание проникающим излучением, ультразвуковую дефектоскопию, магнитно-индукционный метод и др.

Дефекты структуры шва сварного соединения и зоны термического влияния, внутренние и наружные трещины, шлаковые включения могут быть выявлены при металлографическом исследовании.

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются сварочные процессы?

2. Изложите физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением.

3. Как влияет содержание углерода на свариваемость стали?

4. Изложите сущность автоматической сварки под флюсом, область применения.

5. В чем сущность кислородной и плазменной резки металлов?

6. Изложите сущность контактной сварки.

7. Изложите сущность диффузионной сварки в вакууме и ультразвуковой сварки, область их применения.

8. Каковы особенности кристаллизации в сварочной ванне?

9. Каковы причины возникновения напряжений и деформаций при сварке?

10. В чем трудность сварки чугуна и легированных сталей?

11. Чем отличается пайка металлов от сварки плавлением?

12. Перечислите способы контроля сварных швов.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒