Klasifikacija načina obnavljanja dijelova i njihovih karakteristika

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Trenutno, inženjeri aktivno rade na stvaranju novih i poboljšanju tradicionalnih metoda obnavljanja dijelova. I za to postoje objektivni razlozi: prvo, u nekim je slučajevima proizvodnja novih proizvoda od skupog čelika skuplja u smislu resursa, a drugo, poduzeće jednostavno nema tehnološku sposobnost za proizvodnju novih dijelova koji su složeni u oblik i tehnički zahtjevi.

Organizacije koje upravljaju složenom i skupom opremom (na primjer, teški rudarski kamioni) zainteresirane su za poboljšanje različitih metoda obnavljanja istrošenih dijelova.

Opće odredbe

Sve metode obnavljanja dijelova usmjerene su na regeneraciju svojstava izvedbe i izvornih karakteristika proizvoda. U procesu rada, trljanjepovršine tarnih parova se mogu istrošiti (zbog čega se mijenjaju njihove dimenzije), raspasti (kao rezultat nakupljanja zamornih naprezanja pod čestim izmjeničnim opterećenjima), dobiti mehanička oštećenja i promijeniti njihova fizikalna i mehanička svojstva. Posebna vrsta oštećenja tijekom rada je kršenje (oštećenje) zaštitnog antikorozivnog premaza otpornog na habanje.

Metode i metode obnavljanja dijelova vrlo su raznolike. Međutim, trošenje dijelova stroja može imati različite posljedice i drugačiji mehanizam nastanka i uzroka. Prilikom odabira određene tehnologije za restauraciju istrošenih površina, inženjer prije svega mora razmotriti koja svojstva (mehanička i fizička) proizvod treba imati.

Dakle, u nekim slučajevima je potrebno postići maksimalnu zamornu čvrstoću konstrukcije i elastičnost. Ponekad je kemijski sastav površinskog sloja kritičan, što omogućuje povećanje otpornosti na toplinu, crvenu lomljivost (hladnolomnost), otpornost na agresivne medije, stoga u svakom konkretnom slučaju treba dati prednost načinu obnavljanja dijelova koji može zadovoljiti sve zahtjeve. Posebni tehnološki i projektantski zahtjevi također uključuju integritet (odsutnost pora, mikropukotina, nemetalnih inkluzija), masu pojedinih strukturnih elemenata i proizvoda u cjelini, pokazatelje hrapavosti, mehanička svojstva (tvrdoća i mikrotvrdoća), mogućnost strojne obrade. i tlak (dodatno otvrdnjavanje zbog deformacije površinskog sloja iotvrdnjavanje), točnost geometrijskih odstupanja površina i oblika.

Klasifikacija načina obnavljanja dijelova prema vrsti grešaka koje treba eliminirati

Cijeli niz metoda oporavka, ovisno o prirodi kvarova, obično se dijeli u sljedeće grupe:

• rezanje i obrada metala;
• zavarivanje i lemljenje;
• plastična deformacija;
• fuzija;
• difuzijska metalizacija i raspršivanje;
• tehnologija galvanizacije;
• kemijska toplinska obrada (CHT) kao i tradicionalna toplinska obrada;
• korištenje kompozitnih materijala.

Klasifikacija metoda oporavka ovisno o prirodi utjecaja na dio

Prema ovom principu, sve operacije oporavka podijeljene su u tri grupe:

• obrada bez uklanjanja dopuštenja;
• obrada dijelova s uklanjanjem materijala;
• tehnološke operacije povezane s primjenom premaza i materijala na ovaj ili onaj način.

Ima smisla dati detaljniju klasifikaciju navedenih grupa, budući da svaka od njih uključuje mnoge metode obrade koristeći vrlo različitu opremu i principe. U nekim slučajevima moguće je udvostručavanje naziva metode obnavljanja dijelova, jer se jedna metoda može istovremeno primijeniti na nekolikogrupa.

Obnova bez uklanjanja dodataka:

• otvrdnjavanje i oblikovanje hladnom i toplom plastičnom deformacijom, kalibracija;
• kemijsko-termički tretman (provodi se radi povećanja tvrdoće, poboljšanja performansi);
• toplinska obrada (povećanje tvrdoće, uklanjanje opasnih naprezanja i tako dalje).

Metode za obnavljanje istrošenih dijelova koje uključuju uklanjanje sloja materijala:

• obrada;
• elektrofizička obrada;
• kombinirane metode.

Posljednja podskupina uključuje metode koje omogućuju nanošenje dodatnog zaštitnog sloja materijala na površinu dijela. Glavne metode oporavka obloženih dijelova uključuju:

• taloženje metalnih i nemetalnih premaza u peći (metalizacija, prskanje, površinska obrada i drugo);
• metode elektrofizičkog premaza (kupke za galvanizaciju, metode elektroiskre i tako dalje).

Karakteristike operacija metalnih radova i mehaničke restauracije

Ova metoda restauracije i kaljenja dijelova koristi se u slučajevima kada je potrebno nabaviti novu ili staru popravnu veličinu proizvoda, kao i kada je potrebno ugraditi novi element restauriranog inženjerskog proizvoda. Dakle, mehanička i bravarska obrada može poslužiti kao neka vrsta međuoperacije,namijenjeno pripremi površina za nanošenje i prskanje dodatnih stvrdnjavajućih premaza. Međutim, najčešće je rezanje konačno i ima za cilj ispravljanje oblika i površinskih nedostataka koji su nastali iz jednog ili drugog razloga. Takvi razlozi mogu biti površinska i volumna deformacija dijelova i zaliha kako bi im se dala veća čvrstoća i što povoljnije izvedbene karakteristike, navarivanje metalnog praha i elektrode i sl.

Obrada prema veličini treba osigurati sve tehnološke i dizajnerske zahtjeve: čistoću i hrapavost površina, vrijednosti i veličinu zazora ili smetnje (ako se slijetanje izvodi s interferencijalnim dosjedom), odstupanja geometrijskog oblika, i tako dalje.

Inženjer se odlučuje u korist jedne ili druge mehaničke metode obnavljanja dijela, uzimajući u obzir niz različitih čimbenika. Dakle, ako je stupanj istrošenosti dijela vrlo velik, onda ima smisla ugraditi dodatni dio za popravak. U ovom slučaju, obrada s naknadnom obradom koštat će mnogo više i zahtijevati vrlo visoke kvalifikacije od izvođača. Kao takvi dijelovi služe sve vrste čahura i adaptera.

Obilježje restauracije dijelova plastičnom deformacijom

Deformacija se koristi kako za promjenu oblika i geometrijskih dimenzija dijela, tako i za poboljšanje operativnih karakteristika površine proizvoda (pokazatelj tvrdoće i otpornosti na habanje).

Promjenom oblika sve je jasno:kada se na čvrsto tijelo primijeni značajno opterećenje, a zatim ukloni, ostaje zaostala deformacija. Ova metoda obnavljanja dijelova stroja koristi se u praksi ako je potrebno poravnati proizvode koji su oštećeni uslijed sudara. Ova vrsta radova uključuje kako karoserijske radove na automobilu koji je doživio nesreću, tako i ravnanje debelog čeličnog lima. Često se nakon obrade zavarivanjem javlja potreba za obradom pod pritiskom: pri nanošenju šava određene lokalne zone postaju vrlo vruće, što dovodi do linearnog širenja pojedinih elemenata zavarene konstrukcije. Tijekom hlađenja događa se obrnuti proces - smanjenje veličine, što dovodi do savijanja i kršenja geometrije cijelog proizvoda. Stoga, ako postoje strogi zahtjevi za odstupanja oblika i dizajna, podvrgava se obradi pod pritiskom kako bi se ispravio nedostatak.

Također, tlačna obrada može se koristiti za stvrdnjavanje površina restauriranog proizvoda, na primjer, nakon navarivanja ili nakon mehaničkog uklanjanja određenog dodatka s dijela rezanjem. Stvrdnjavanje deformacijom je prilično rijedak način obnavljanja dijelova. Izbor u korist ove tehnike iznimno je rijedak. To je zbog činjenice da je za stvrdnjavanje površinskom plastičnom deformacijom potrebna prilično skupa oprema. Ekonomski nije isplativo kupiti takve strojeve kako bi se povremeno koristili u slučaju potrebe za restauracijom.

Suština deformacijskog stvrdnjavanja. Fizikaproces

Zbog čega se svojstva čvrstoće poboljšavaju kada se površinski sloj deformira? Dobro pitanje. Odgovor leži u teoriji zračenja atomske strukture kristalnih tvari.

Znanstvenici su uspjeli dokazati da snaga ovisi o broju nedostataka u kristalnoj strukturi. Prema njihovim proračunima, tanka metalna nit izrađena od savršeno čistog željeza bez točkastih i linearnih strukturnih nedostataka sposobna je izdržati ogromna opterećenja. Međutim, prava tijela uvijek imaju nedostatke, pa je nosivost takve žice u stvarnim uvjetima prilično mala. Ali kada se broj nedostataka poveća, tada se javlja paradoksalan fenomen - karakteristike čvrstoće se poboljšavaju. To je zbog činjenice da veliki broj nedostataka stvara prepreke za njihovo kretanje i izlazak na površinu zrna, odnosno sprječava nastanak koncentratora naprezanja.

Upravo na tome se temelji učinak stvrdnjavanja tlačne obrade: tijekom deformacije dolazi do ogromnog broja defekata unutar zrna. U tom slučaju sama zrna dobivaju karakterističan oblik - teksturu tzv. Treba napomenuti da ova metoda omogućuje ne samo povećanje čvrstoće i otpornosti na habanje, već i smanjenje hrapavosti obrađene površine.

Metoda obnavljanja dijelova nanošenjem

Ova metoda je najčešća kada se vraćaju izvorne dimenzije dijela. Razlog tome je relativna jeftinost i jednostavnost. Za vraćanje geometrije proizvoda potrebno vam je samo zavarivanjeaparat i potreban materijal za oblaganje.

U slučaju da je veličina jako slomljena, tada se koristi tzv. kombinirano navarivanje. Njegova je bit sljedeća: prvo se obični čelik ili lijevano željezo nanosi pomoću plinskog plamena ili električnog grijanja. I tek tada je elektrolučno navarivanje jake legure s dobrim skupom mehaničkih i fizikalnih svojstava. Kvaliteta površine nakon navarivanja može se opisati kao nezadovoljavajuća, stoga je neophodan dodatak. Ova se operacija može izvesti na tokarilici, glodalici ili stroju za bušenje. Dopuštena je i upotreba alata za cizeliranje i abrazivna sredstva (ako je naneseni materijal vrlo tvrd).

Galvanske metode u restauraciji dijelova

Kada se razmatra klasifikacija metoda za restauraciju dijelova, ne može se ne spomenuti galvanizacija. Ova metoda je vrlo česta. Galvanizirane kupke odavno su čvrsto uspostavljene u industriji i aktivno se koriste kako u proizvodnim pogonima tako iu istraživačkim laboratorijima. Opseg njihove primjene je nevjerojatno opsežan: od nanošenja ukrasnih premaza do materijala za jetkanje.

Ova metoda je u pravilu primjenjiva samo uz blagi stupanj trošenja trljajućih površina, budući da je debljina premaza nanesenih galvanskom metodom vrlo mala. Osim vraćanja navedenih dimenzija, takav premaz može djelovati kao zaštitni film i spriječiti koroziju i oksidaciju materijala.

Prednost ove metode je mogućnostdobivanje premaza korištenjem raznih materijala: nikla, kroma, aluminija, željeza, bakra, srebra, zlata i tako dalje. Stoga se galvanizacija koristi u mnogim sektorima nacionalne ekonomije.

Obilježja termičkih i kemijsko-termalnih metoda obrade u restauraciji proizvoda

Teško je preuveličati ulogu toplinske obrade općenito u strojarstvu, a posebno u području restauracije dijelova. Omogućuje vam da dobijete potrebne operativne (otpornost na habanje, tvrdoću) i tehnološke (obradivost, toplinska vodljivost) kvalitete.

Kemijsko-termički tretman je zasebna tema. Za razliku od tradicionalne toplinske obrade, tijekom kemijske obrade proizvod se podvrgava ne samo temperaturi, već i kemijskoj reakciji s atomima i ionima drugih tvari. Atomi difundiraju na određenu dubinu unutra, mijenjajući tako kemijski sastav površinskog sloja. Svojstva difuzijskog sloja značajno se razlikuju (na bolje) od izvornog materijala. Dakle, boranje (zasićenje atomima bora) i karburiziranje (zasićenje atomima ugljika) značajno povećava tvrdoću i pomaže u smanjenju koeficijenta trenja. U praksi se silicij, dušik, aluminij i drugi elementi također koriste kao elementi za zasićenje.

Zaključak

Gornji opis načina obnavljanja dijelova nije iscrpan. Prikazane su samo osnovne i najčešće metode. Sve u svemu, puno ih je više. Štoviše, znanstvenici diljem svijeta su stalnorade na izradi novih i usavršavanju već poznatih metoda nanošenja premaza i vraćanja geometrijskih dimenzija dijelova.