Clasificarea modalităților de restaurare a pieselor și a caracteristicilor acestora

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În prezent, inginerii lucrează activ pentru a crea noi și a îmbunătăți metode tradiționale de restaurare a pieselor. Și există motive obiective pentru aceasta: în primul rând, în unele cazuri, fabricarea de noi produse din oțel scump este mai costisitoare din punct de vedere al resurselor și, în al doilea rând, întreprinderea pur și simplu nu are capacitatea tehnologică de a produce piese noi care sunt complexe în formă și cerințe tehnice.

Organizațiile care operează echipamente complexe și costisitoare (de exemplu, camioane grele pentru minerit) sunt interesate să îmbunătățească diferite metode de restaurare a pieselor uzate.

Dispoziții generale

Toate metodele de restaurare a pieselor au ca scop regenerarea proprietăților de performanță și a caracteristicilor originale ale produsului. În procesul de lucru, frecaresuprafețele perechilor de frecare se pot uza (ca urmare a căreia dimensiunile lor se modifică), se pot prăbuși (ca urmare a acumulării de solicitări de oboseală sub sarcini alternante frecvente), se pot deteriora mecanic și își pot modifica proprietățile fizice și mecanice. Un tip separat de deteriorare în timpul funcționării este încălcarea (deteriorarea) stratului de protecție anticoroziv și rezistent la uzură.

Metodele și metodele de restaurare a pieselor sunt foarte diverse. Cu toate acestea, uzura pieselor mașinii poate avea consecințe diferite și un mecanism diferit de formare și cauze. Atunci când alege o tehnologie specifică pentru restaurarea suprafețelor uzate, inginerul trebuie să ia în considerare în primul rând ce proprietăți (mecanice și fizice) ar trebui să aibă produsul.

Deci, în unele cazuri, este necesar să se obțină rezistența maximă la oboseală a structurii și elasticitatea. Uneori, compoziția chimică a stratului de suprafață este critică, ceea ce face posibilă creșterea rezistenței la căldură, a fragilității roșii (fragibilitatea la rece), a rezistenței la medii agresive, prin urmare, în fiecare caz specific, ar trebui să se acorde preferință metodei de restaurare a pieselor care poate îndeplini toate cerințele. Cerințele tehnologice și de proiectare speciale includ și integritatea (absența porilor, microfisurile, incluziunile nemetalice), masa elementelor structurale individuale și a produsului în ansamblu, indicatorii de rugozitate, proprietățile mecanice (duritate și microduritate), posibilitatea de prelucrare. și presiune (întărire suplimentară datorită deformării stratului de suprafață șiîntărire), precizia abaterilor geometrice ale suprafețelor și formelor.

Clasificarea modalităților de refacere a pieselor în funcție de tipul de defecte care trebuie eliminate

Întreaga varietate de metode de recuperare, în funcție de natura defectelor, este de obicei împărțită în următoarele grupuri:

• tăieri și prelucrarea metalelor;
• sudare și lipire;
• deformare plastică;
• fusion;
• metalizare prin difuzie și pulverizare;
• tehnologie de galvanizare;
• tratament termic chimic (CHT), precum și tratament termic tradițional;
• folosirea materialelor compozite.

Clasificarea metodelor de recuperare în funcție de natura impactului asupra piesei

Conform acestui principiu, toate operațiunile de recuperare sunt împărțite în trei grupe:

• procesare fără eliminarea cotelor;
• prelucrare piese cu îndepărtarea materialului;
• operații tehnologice asociate cu aplicarea de acoperiri și materiale într-un fel sau altul.

Este logic să oferim o clasificare mai detaliată a grupurilor enumerate, deoarece fiecare dintre ele include multe metode de procesare folosind echipamente și principii foarte diferite. În unele cazuri, este posibilă duplicarea în numele metodei de restaurare a pieselor, deoarece o metodă se poate aplica simultan mai multorgrup.

Restaurare fără eliminarea alocațiilor:

• întărire și modelare prin deformare plastică la rece și la cald, calibrare;
• tratament chimico-termic (realizat în scopul creșterii durității, îmbunătățirii performanței);
• tratament termic (creșterea durității, eliminarea tensiunilor periculoase și așa mai departe).

Metode de refacere a pieselor uzate care implică îndepărtarea unui strat de material:

• prelucrare;
• prelucrare electrofizică;
• metode combinate.

Ultimul subgrup include metode care permit aplicarea unui strat protector suplimentar de material pe suprafața piesei. Principalele metode de recuperare pentru piesele acoperite includ:

• depunerea de acoperiri metalice si nemetalice in cuptor (metalizare, pulverizare, suprafata si altele);
• metode de acoperire electrofizică (băi de galvanizare, metode electrospark și așa mai departe).

Caracteristicile lucrărilor din metal și operațiunilor de restaurare mecanică

Această metodă de restaurare și întărire a pieselor este utilizată în cazurile în care devine necesar să se obțină o dimensiune de reparație nouă sau veche a produsului, precum și atunci când este necesară instalarea unui nou element al produsului de inginerie restaurat. Deci, prelucrarea mecanică și lăcătușă poate servi ca un fel de operație intermediară,care vizează pregătirea suprafețelor pentru aplicarea și pulverizarea straturilor suplimentare de întărire. Cu toate acestea, cel mai adesea, tăierea este finală și are ca scop corectarea defectelor de formă și de suprafață care au apărut dintr-un motiv sau altul. Astfel de motive pot fi deformarea suprafeței și a volumului pieselor și semifabricatelor pentru a le oferi o rezistență mai mare și cele mai favorabile caracteristici de performanță, suprafața pulberii metalice și a electrodului și așa mai departe.

Prelucrarea la dimensiune ar trebui să asigure toate cerințele tehnologice și de proiectare: curățenia și rugozitatea suprafețelor, valorile și mărimea golului sau interferenței (dacă aterizarea este efectuată cu o potrivire prin interferență), abateri ale formei geometrice, și așa mai departe.

Un inginer face o alegere în favoarea uneia sau alteia metode mecanice de restaurare a unei piese, luând în considerare o serie de factori diferiți. Deci, dacă gradul de uzură al piesei este foarte mare, atunci este logic să instalați o piesă suplimentară de reparație. În acest caz, suprafața cu prelucrare ulterioară va costa mult mai mult și va necesita calificări foarte în alte din partea interpretului. Toate tipurile de bucșe și adaptoare servesc ca astfel de piese.

Caracteristica restaurării pieselor prin deformare plastică

Deformarea este utilizată atât pentru a modifica forma și dimensiunile geometrice ale piesei, cât și pentru a îmbunătăți caracteristicile operaționale ale suprafeței produsului (indicator de duritate și rezistență la uzură).

Cu o schimbare de formă, totul este clar:atunci când o sarcină semnificativă este aplicată unui corp solid și apoi îndepărtată, deformația reziduală rămâne. Această metodă de restaurare a pieselor mașinii este utilizată în practică dacă este necesară alinierea produselor care au fost deteriorate ca urmare a unei coliziuni. Acest tip de muncă include atât lucrul la caroserie pe o mașină care a suferit un accident, cât și îndreptarea unei table groase de oțel. Adesea, necesitatea tratamentului sub presiune apare după tratamentul de sudare: la aplicarea unei cusături, anumite zone locale devin foarte fierbinți, ceea ce duce la o expansiune liniară a anumitor elemente ale structurii sudate. În timpul răcirii, are loc procesul invers - o scădere a dimensiunii, ceea ce duce la deformarea și încălcarea geometriei întregului produs. Prin urmare, dacă există cerințe stricte pentru abaterile de formă și design, acesta este supus unui tratament de presiune pentru a corecta defectul.

De asemenea, tratamentul sub presiune poate fi folosit pentru a întări suprafețele produsului restaurat, de exemplu, după suprafațare sau după îndepărtarea mecanică a unui anumit adaos din piesă prin tăiere. Întărirea prin deformare este o modalitate destul de rară de restaurare a pieselor. Alegerea în favoarea acestei tehnici este extrem de rară. Acest lucru se datorează faptului că sunt necesare echipamente destul de scumpe pentru întărirea prin deformarea plastică a suprafeței. Nu este fezabilă din punct de vedere economic să achiziționați astfel de mașini pentru a le utiliza ocazional în cazul în care este nevoie de restaurare.

Esența întăririi prin deformare. Fizicăproces

Din cauza cărora calitățile de rezistență sunt îmbunătățite atunci când stratul de suprafață este deformat? Buna intrebare. Răspunsul se află în teoria radiațiilor a structurii atomice a substanțelor cristaline.

Oamenii de știință au reușit să demonstreze că rezistența depinde de numărul de defecte ale structurii cristaline. Conform calculelor lor, un fir de metal subțire din fier perfect pur, fără defecte structurale punctuale și liniare este capabil să reziste la sarcini enorme. Cu toate acestea, corpurile reale au întotdeauna defecte, astfel încât rezistența portantă a unui astfel de fir în condiții reale este destul de mică. Dar când numărul de defecte crește, atunci apare un fenomen paradoxal - caracteristicile de rezistență se îmbunătățesc. Acest lucru se datorează faptului că un număr mare de defecte creează obstacole pentru deplasarea și ieșirea lor la suprafața boabelor, adică previne apariția concentratorilor de stres.

Exact pe asta se bazează efectul de întărire al tratamentului cu presiune: în timpul deformării, în interiorul boabelor apar un număr mare de defecte. În acest caz, boabele însele capătă o formă caracteristică - așa-numita textura. Trebuie remarcat faptul că această metodă permite nu numai creșterea rezistenței și rezistenței la uzură, ci și reducerea rugozității suprafeței prelucrate.

Metoda de restaurare a pieselor prin suprafață

Această metodă este cea mai comună la restaurarea dimensiunilor originale ale unei piese. Motivul pentru aceasta este relativ ieftinitatea și simplitatea. Pentru a restabili geometria produsului, aveți nevoie doar de o sudurăaparate și material necesar pentru suprafață.

În cazul în care dimensiunea este foarte spartă, atunci se folosește așa-numita suprafață combinată. Esența sa este următoarea: în primul rând, oțelul obișnuit sau fonta este aplicată prin încălzire cu flacără de gaz sau cu arc electric. Și numai atunci este suprafața arcului electric a unui aliaj puternic cu un set bun de proprietăți mecanice și fizice. Calitatea suprafeței după suprafață poate fi descrisă ca nesatisfăcătoare, deci este necesară o alocație. Această operațiune poate fi efectuată pe o mașină de strung, de frezat sau de alezat. Este permisă și folosirea sculelor de dăltuire și abrazive (dacă materialul depus este foarte dur).

Metode galvanice în restaurarea pieselor

Când luăm în considerare clasificarea metodelor de restaurare a pieselor, nu se poate nu menționa galvanizarea. Această metodă este foarte comună. Băile de galvanizare au fost de mult stabilite în industrie și sunt utilizate în mod activ atât în fabricile de producție, cât și în laboratoarele de cercetare. Domeniul de aplicare al acestora este incredibil de extins: de la aplicarea de acoperiri decorative la materiale de gravare.

De regulă, această metodă este aplicabilă numai cu un grad ușor de uzură a suprafețelor de frecare, deoarece grosimea acoperirilor aplicate prin metoda galvanică este foarte mică. Pe lângă restabilirea dimensiunilor specificate, o astfel de acoperire poate acționa ca o peliculă de protecție și poate preveni coroziunea și oxidarea materialelor.

Avantajul acestei metode este posibilitateaobtinerea de acoperiri folosind o varietate de materiale: nichel, crom, aluminiu, fier, cupru, argint, aur etc. Prin urmare, galvanizarea este utilizată în multe sectoare ale economiei naționale.

Caracteristicile metodelor de tratament termic și chimico-termic în restaurarea produselor

Este greu de exagerat rolul tratamentului termic în general în inginerie mecanică, și în domeniul restaurării pieselor în special. Vă permite să obțineți calitățile operaționale necesare (rezistență la uzură, duritate) și tehnologice (prelucrare, conductivitate termică).

Tratamentul chimic-termic este o problemă separată. Spre deosebire de tratamentul termic tradițional, în cursul tratamentului chimic, produsul este supus nu numai temperaturii, ci și unei reacții chimice cu atomii și ionii altor substanțe. Atomii difuzează la o anumită adâncime în interior, modificând astfel compoziția chimică a stratului de suprafață. Proprietățile stratului de difuzie sunt semnificativ diferite (în bine) față de materialul original. Deci borarea (saturarea cu atomi de bor) și carburarea (saturarea cu atomi de carbon) măresc semnificativ duritatea și ajută la reducerea coeficientului de frecare. În practică, siliciul, azotul, aluminiul și alte elemente sunt, de asemenea, folosite ca elemente de saturare.

Concluzie

Descrierea de mai sus a modalităților de restaurare a pieselor nu este exhaustivă. Sunt prezentate doar metodele de bază și cele mai comune. Una peste alta, sunt mult mai multe. În plus, oamenii de știință din întreaga lume sunt în mod constantlucrează la crearea de noi și îmbunătățirea metodelor deja cunoscute de aplicare a acoperirilor și de restabilire a dimensiunilor geometrice ale pieselor.