Обработка давлением

Обрабатываемость давлением зависит от пластичности металлов. Пластичность определяется металлическим, гибким, не направленным типом связи. Пластичность стали тем выше, чем меньше содержание углерода и вредных примесей (сера и фосфор).

Широкое распространение получила технология холодной пластической деформации - это вытяжка, гибкость, штамповка. Для определения возможности материала с ним проводят следующие испытания:

на загиб

на перегиб

на вытяжку

на осадку

на обрабатываемость резанием - проверяется производительность, качество поверхности и вид стружки.

на скручивание

на свариваемость.

Технологическая свариваемость оценивает поведение металлов в процессе сварки и характеризует склонность к окислению металла при сварке и образование холодных и горячих трещин.

Классификация сталей.

Стали классифицируются по: химическому составу, качеству, назначению, видам термообработки, способу поставки.

По качеству нормируется по содержанию сферы и фосфора.

По значению улучшаемые стали, цементуальные, инструментальные, конструкторные, специальные.

Термообработка.

Цель термообработки - получение в детали необходимого комплекса свойств, за счет образования необходимой структуры металла, т.е. изменение свойств материала, а не размеров или формы. Термообработка может быть разупрочняющей или упрочняющей и состоит из нагрева до определенной температуры, выдержки при этой температуре и выдержке.

Отжиг - разупрочняющая обработка, применяется для уменьшения зерна, снятия внутренних напряжений, снижение твёрдости, улучшение обрабатываемости. Отжиг бывает диффузионный (для выравнивания химического состава).

Низкий отжиг для снятия внутренних напряжений и полный отжиг для устранения пороков структуры.

Нормализация применяется для перекристаллизации стали, для устранения крупнозернистой структуры, полученной при литье или ковке.

Закалка - повышение прочности и твердости за счет изменения структуры, не является окончательной операцией, затем идёт отпуск. Результаты закалки во многом зависят от правильного выбора температуры нагрева. При нагреве в электрических печах, скорость нагрева меньше чем в соляных ваннах. При достижении заданной температуры, деталь производит выдержку до полного равномерного её прогрева и затем остужают. В качестве закалочных сред используют воду, водные растворы, воздух, масло и даже свинец. Для увеличения механической прочности иногда применяется обработка холодом до минусовых температур.

Кроме этих процессов происходит поверхностное упрочнение. Поверхность детали насыщают различными элементами, путем диффузии при высокой температуре это производится для поверхностного упрочнения, повышение стойкости против агрессивных сред при нормальной и повышенной температуре.

Цементация - процесс насыщения поверхностного слоя стальной детали углеродом, производится для получения высокой твердости на поверхности при сохранении вязкой сердцевины.

Цианирование - называется процесс одновременного насыщения поверхности детали углеродом и азотом. При повышенной температуре цианирование в поверхностном слое увеличивается содержание углерода, а при понижение температуры увеличивается содержание азота. Цианирование может быть жидким и газовым.

Азотирование - процесс насыщения поверхности стали азотом, производится в среде аммиака. Участки детали, не подлежащие азотированию, зачищаются оловом, которое является непроницаемым для азота.

Диффузионная металлизация - поверхностный слой стали насыщается различными металлами. Среды для насыщения могут быть твердыми, жидкими газообразными.

Например, алюмитирование - насыщение поверхности стали алюминием, при этом деталь приобретает высокую коррозионную стойкость.

Хромирование - проводится для повышения коррозионной стойкости, кислотной стойкости.

Борирование - процесс насыщения стали бором. Очень сильно повышается абразивная износостойкость.

Поверхностная закалка применяется для получения высокой твердости в поверхностном слое с сохранением вязкой сердцевины.

Сущность процесса состоит в том, что поверхностные слои детали быстро нагреваются, создавая не равномерное распределение температур по телу детали, и происходит быстрое охлаждение детали. Скорость нагрева поверхностного слоя должна быть высокой, тогда внутренние слои не успевают нагреться.

Закалка токами высокой частоты (ТВЧ)

При использовании этого способа уменьшается деформация детали, устраняется окисление, значительно повышается производительность.

Недостаток ТВЧ - высокая стоимость оборудования и низкая рентабельность в единичном производстве.

В настоящее время поверхностная закалка лазерным лучом. При этом охлаждение происходит за счет отвода тепла вовнутрь металла.