Klassificering av sätt att återställa delar och deras egenskaper

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

För närvarande arbetar ingenjörer aktivt med att skapa nya och förbättra traditionella metoder för att återställa delar. Och det finns objektiva skäl för detta: för det första, i vissa fall är tillverkningen av nya produkter från dyrt stål dyrare i termer av resurser, och för det andra har företaget helt enkelt inte den tekniska förmågan att producera nya delar som är komplexa i form och tekniska krav.

Organisationer som använder komplex och dyr utrustning (till exempel tunga gruvlastbilar) är intresserade av att förbättra olika metoder för att återställa slitna delar.

Allmänna bestämmelser

Alla metoder för att återställa delar syftar till att återskapa produktens prestandaegenskaper och ursprungliga egenskaper. I arbetet med att gnuggaytorna på friktionspar kan slitas ut (som ett resultat av vilket deras dimensioner ändras), smula sönder (som ett resultat av ackumulering av utmattningsspänningar under frekventa omväxlande belastningar), få mekanisk skada och ändra deras fysiska och mekaniska egenskaper. En separat typ av skada under drift är kränkningen (skadan) av den skyddande korrosionsskyddande och slitstarka beläggningen.

Metoder och metoder för att återställa delar är väldigt olika. Däremot kan slitage på maskindelar få olika konsekvenser och en annan mekanism för bildning och orsaker. När man väljer en specifik teknik för restaurering av slitna ytor måste ingenjören först och främst överväga vilka egenskaper (mekaniska och fysiska) produkten ska ha.

Så, i vissa fall är det nödvändigt att uppnå maximal utmattningsstyrka hos strukturen och elasticitet. Ibland är ytskiktets kemiska sammansättning kritisk, vilket gör det möjligt att öka värmebeständigheten, röd sprödhet (kallsprödhet), motståndskraft mot aggressiva medier, därför bör i varje specifikt fall företräde ges åt metoden för att återställa delar som kan uppfylla alla krav. Särskilda tekniska och designkrav inkluderar också integritet (avsaknad av porer, mikrosprickor, icke-metalliska inneslutningar), massan av enskilda strukturella element och produkten som helhet, grovhetsindikatorer, mekaniska egenskaper (hårdhet och mikrohårdhet), möjligheten till bearbetning och tryck (ytterligare härdning på grund av deformation av ytskikt ochhärdning), noggrannheten hos geometriska avvikelser för ytor och former.

Klassificering av sätt att återställa delar efter typ av defekter som ska elimineras

Hela mångfalden av återhämtningsmetoder, beroende på defekternas karaktär, delas vanligtvis in i följande grupper:

• skärning och metallbearbetning;
• svetsning och lödning;
• plastisk deformation;
• fusion;
• diffusionsmetallisering och sputtering;
• galvaniseringsteknik;
• kemisk värmebehandling (CHT) såväl som traditionell värmebehandling;
• användning av kompositmaterial.

Klassificering av återställningsmetoder beroende på arten av påverkan på delen

I enlighet med denna princip är alla återställningsoperationer uppdelade i tre grupper:

• bearbetar utan att ta bort utsläppsrätter;
• bearbetning av delar med materialborttagning;
• teknologiska operationer förknippade med applicering av beläggningar och material på ett eller annat sätt.

Det är vettigt att ge en mer detaljerad klassificering av de listade grupperna, eftersom var och en av dem innehåller många bearbetningsmetoder med mycket olika utrustning och principer. I vissa fall är duplicering i namnet på metoden för att återställa delar möjlig, eftersom en metod samtidigt kan tillämpas på fleragrupp.

Återställning utan borttagande av utsläppsrätter:

• härdning och formning genom kall och varm plastisk deformation, kalibrering;
• kemisk-termisk behandling (utförs för att öka hårdheten, förbättra prestanda);
• värmebehandling (öka hårdheten, ta bort farliga påfrestningar och så vidare).

Metoder för att återställa slitna delar som involverar borttagning av ett lager material:

• bearbetning;
• elektrofysisk bearbetning;
• kombinerade metoder.

Den sista undergruppen innehåller metoder som gör det möjligt att applicera ett extra skyddande materiallager på delens yta. De viktigaste återvinningsmetoderna för belagda delar inkluderar:

• avsättning av metall och icke-metalliska beläggningar i ugnen (metallisering, sprutning, ytbeläggning och annat);
• elektrofysiska beläggningsmetoder (galvaniseringsbad, elektrognistmetoder och så vidare).

Karakteristika för metallbearbetning och mekanisk restaurering

Denna metod för restaurering och härdning av delar används i de fall då det blir nödvändigt att skaffa en ny eller gammal reparationsstorlek på produkten, samt när det är nödvändigt att installera ett nytt element i den återställda tekniska produkten. Så, mekanisk bearbetning och låssmedsbearbetning kan fungera som en slags mellanoperation,syftar till att förbereda ytor för applicering och sprutning av ytterligare härdande beläggningar. Oftast är kapningen dock slutgiltig och syftar till att korrigera form- och ytfel som uppstått av en eller annan anledning. Sådana skäl kan vara yt- och volymdeformation av delar och ämnen för att ge dem större styrka och de mest gynnsamma prestandaegenskaperna, ytbeläggning av metallpulver och elektrod, och så vidare.

Bearbetning till storlek bör säkerställa alla tekniska krav och designkrav: renhet och grovhet på ytor, värden och storleken på gapet eller interferensen (om landningen utförs med en interferenspassning), avvikelser i den geometriska formen, och så vidare.

En ingenjör gör ett val till förmån för en eller annan mekanisk metod för att återställa en del, med hänsyn till ett antal olika faktorer. Så om graden av slitage på delen är mycket stor, är det vettigt att installera en extra reparationsdel. I det här fallet kommer ytbeläggning med efterföljande bearbetning att kosta mycket mer och kräva mycket höga kvalifikationer från utföraren. Alla typer av bussningar och adaptrar fungerar som sådana delar.

Kännetecknande för restaurering av delar genom plastisk deformation

Deformation används både för att ändra formen och geometriska dimensioner på delen, och för att förbättra de funktionella egenskaperna hos produktens yta (indikator på hårdhet och slitstyrka).

Med en förändring i form är allt klart:när en betydande belastning appliceras på en fast kropp och sedan avlägsnas, kvarstår resterande deformation. Denna metod för att återställa maskindelar används i praktiken om det är nödvändigt att rikta in produkter som har skadats till följd av en kollision. Denna typ av arbete omfattar både karossarbeten på en bil som varit med om en olycka, och upprätning av en tjock stålplåt. Ofta uppstår behovet av tryckbehandling efter svetsbehandling: vid applicering av en söm blir vissa lokala zoner mycket varma, vilket leder till en linjär expansion av vissa delar av den svetsade strukturen. Under kylning sker den omvända processen - en minskning i storlek, vilket leder till vridning och kränkning av hela produktens geometri. Därför, om det finns strikta krav på form och designavvikelser, utsätts den för tryckbehandling för att rätta till defekten.

Tryckbehandling kan också användas för att härda ytorna på den restaurerade produkten, till exempel efter ytbehandling eller efter mekaniskt avlägsnande av en viss mängd från delen genom skärning. Härdning genom deformation är ett ganska sällsynt sätt att återställa delar. Valet till förmån för denna teknik är extremt sällsynt. Detta beror på det faktum att ganska dyr utrustning krävs för härdning genom ytplastisk deformation. Det är inte ekonomiskt möjligt att köpa sådana maskiner för att ibland använda dem vid behov av restaurering.

Kärnan i töjningshärdning. Fysikprocess

På grund av vad förbättras hållfasthetsegenskaperna när ytskiktet deformeras? Bra fråga. Svaret ligger i strålningsteorin om kristallina ämnens atomstruktur.

Forskare har kunnat bevisa att styrkan beror på antalet defekter i kristallstrukturen. Enligt deras beräkningar är en tunn metalltråd gjord av helt rent järn utan spets- och linjära strukturella defekter kapabel att motstå enorma belastningar. Men verkliga kroppar har alltid defekter, så bärstyrkan för en sådan tråd under verkliga förhållanden är ganska liten. Men när antalet defekter ökar, uppstår ett paradox alt fenomen - hållfasthetsegenskaperna förbättras. Detta beror på det faktum att ett stort antal defekter skapar hinder för deras rörelse och utträde till kornens yta, det vill säga det förhindrar uppkomsten av stresskoncentratorer.

Det är precis vad härdningseffekten av tryckbehandling bygger på: under deformation uppstår ett stort antal defekter inuti kornen. I det här fallet får själva kornen en karakteristisk form - den så kallade texturen. Det bör noteras att denna metod inte bara gör det möjligt att öka styrkan och slitstyrkan, utan också att minska den bearbetade ytans grovhet.

Metod för att återställa delar genom att ytbehandla

Denna metod är den vanligaste när man återställer de ursprungliga måtten på en del. Anledningen till detta är den relativa billigheten och enkelheten. För att återställa produktens geometri behöver du bara en svetsningutrustning och nödvändigt material för ytbeläggning.

I händelse av att storleken är mycket trasig, används den så kallade kombinerade beläggningen. Dess essens är följande: för det första appliceras vanligt stål eller gjutjärn med hjälp av gasflamma eller elektrisk bågeuppvärmning. Och först då är den elektriska ljusbågens yta av en stark legering med en bra uppsättning av mekaniska och fysikaliska egenskaper. Ytkvaliteten efter ytbeläggning kan beskrivas som otillfredsställande, varför en ersättning är nödvändig. Denna operation kan utföras på en svarv, fräs eller borrmaskin. Det är också tillåtet att använda mejsel- och slipverktyg (om det avsatta materialet är mycket hårt).

Galvaniska metoder för restaurering av delar

När man överväger klassificeringen av metoder för att återställa delar kan man inte undgå att nämna galvanisering. Denna metod är mycket vanlig. Galvaniseringsbad har länge varit fast etablerade i industrin och används aktivt både i tillverkningsanläggningar och i forskningslaboratorier. Omfattningen av deras tillämpning är otroligt omfattande: från att applicera dekorativa beläggningar till etsningsmaterial.

Som regel är denna metod endast användbar vid en liten grad av slitage på gnidningsytor, eftersom tjockleken på beläggningarna som appliceras med den galvaniska metoden är mycket liten. Förutom att återställa de specificerade dimensionerna kan en sådan beläggning fungera som en skyddande film och förhindra korrosion och oxidation av material.

Fördelen med denna metod är möjlighetenerhålla beläggningar med en mängd olika material: nickel, krom, aluminium, järn, koppar, silver, guld och så vidare. Därför används elektroplätering i många sektorer av den nationella ekonomin.

Egenskaper hos termiska och kemisk-termiska behandlingsmetoder vid restaurering av produkter

Det är svårt att överdriva värmebehandlingens roll i allmänhet inom maskinteknik och inom området för restaurering av delar i synnerhet. Det låter dig erhålla de nödvändiga operativa (nötningsbeständighet, hårdhet) och tekniska (bearbetbarhet, värmeledningsförmåga) kvaliteter.

Kemisk-termisk behandling är en separat fråga. Till skillnad från traditionell värmebehandling utsätts produkten under kemisk behandling inte bara för temperatur, utan också för en kemisk reaktion med atomer och joner av andra ämnen. Atomer diffunderar till ett visst djup inuti och förändrar därigenom ytskiktets kemiska sammansättning. Diffusionslagrets egenskaper skiljer sig väsentligt (till det bättre) från originalmaterialet. Så borering (mättnad med boratomer) och uppkolning (mättnad med kolatomer) ökar hårdheten avsevärt och hjälper till att minska friktionskoefficienten. I praktiken används även kisel, kväve, aluminium och andra element som mättande element.

Slutsats

Beskrivningen ovan av sätten att återställa delar är inte uttömmande. Endast de grundläggande och vanligaste metoderna presenteras. Sammantaget finns det många fler av dem. Dessutom är forskare runt om i världen ständigtarbetar med att skapa nya och förbättra redan kända metoder för att applicera beläggningar och återställa de geometriska dimensionerna på delar.