Шпаргалка по Технологии (стр. 10 из 13)

Плазменную наплавку металла можно реализовать двумя способами: 1 - струя газа захватывает и подает порошок на поверхность детали; 2 - в плазменную струю вводится присадочный материал в виде проволоки, прутка, ленты. В качестве плазмообразующих газов можно использовать аргон, гелий, азот, кислород, водород и воздух. Наилучшие результаты наплавки получаются с аргоном и гелием.

Достоинствами плазменной наплавки являются: 1.Высокая концентрация тепловой мощности и минимальная ширина зоны термического влияния. 2.Возможность получения толщины наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких миллиметров. 3. Возможность наплавления различных износостойких материалов (медь, латунь, пластмасса) на стальную деталь. 4.Возможность выполнения плазменной закалки поверхности детали. 5. Относительно высокий К. П. Д. Дуги (0.2 …0.45). 6.Малое (по сравнению с другими видами наплавки) перемешивание наплавляемого материала с основой, что позволяет достичь необходимых характеристик покрытий

Поверхность детали необходимо готовить к наплавке более тщательно чем при обычной электродуговой или газовой сварке, т.к. посторонние включения уменьшают прочность наплавленного слоя. Для этого производится механическая обработка поверхности (проточка, шлифование, пескоструйная обработка..) иногда обезжиривание. Мощность электрической дуги подбирают такой, чтобы сильно не нагревалась деталь, и чтобы основной металл был на грани расплавления.

[править]

Применение

Плазменная наплавка широко применяется для защиты от высокотемпературного износа формокомплектов стекольной промышленности, для защиты от коррозии и износа деталей запорной и запорно-регулирующей арматуры, для упрочнения поверхности деталей, работающих при высоких нагрузках.

24. Электролитическое хромирование

Хромированиеслужит для получения мелкозернистых покрытий микротвердостью 4000.....12 000 МПа с низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью. Хром химически стоек против воздействия многих кислот и щелочей, жароустойчив, что обеспечивает деталям высокую износостойкость даже в тяжелых условиях эксплуатации, превышающую в 2...5 раз износостойкость закаленной стали. Наибольшая износостойкость покрытия получается при твердости 7000...9200 МПа.

Однако хромирование — энергоемкий, дорогой и малопроизводительный процесс. Его используют для следующих целей: защитно-декоративное хромирование арматуры автомобилей, Велосипедов, мотоциклов, вагонов и т. д.; увеличение износостойкости и ресурса пресс-форм, штампов, измерительных и режущих инструментов, трущихся поверхностей деталей машин (поршневых колец, штоков гидроцилиндров, плунжеров топливных насосов) и др.;восстановление малоизношенных ответственных деталей автомобилей, тракторов и различного оборудования; повышение отражательной способности при изготовлении зеркал, отражателей и рефлекторов.

Для этого процесса в отличие от других характерны следующие особенности.

1. Главным компонентом электролита служит хромовый ангидрид (СгО₃), образующий при растворении в воде хромовую кислоту (СгО₃ + Н₂О = Н₂СrO₄). Главный компонент при других процессах — соль осаждаемого металла. Хром осаждается лишь при наличии в электролите определенного количества посторонних анионов, чаще всего сульфатов (SO₄^2-)Он шестивалентен в электролите. На катоде осаждается двухвалентный металлический хром. Механизм его осаждения весьма сложен и еще недостаточно изучен.

2. Большая часть тока расходуется на побочные процессы, в том числе на разложение воды и обильное выделение водорода, в результате чего выход хрома по току мал (10...40 %). С увеличением концентрации и температуры электролита выход по току уменьшается, тогда как при осаждении других металлов, наоборот, увеличивается

3. Хромовый анод растворяется при электролизе с анодным выходом по току, в 1...8 раз превышающим выход по току на катоде. В результате концентрация ионов хрома в электролите непрерывно возрастает. Применяют нерастворимые аноды, изготовленные из свинца или из сплава свинца с 6 % сурьмы. При использовании нерастворимых анодов электролит постоянно обедняется и его необходимо периодически контролировать и корректировать, добавляя хромовый ангидрид.

Электрод, присоединенный к отрицательному полюсу источника тока (катод),а электрод, присоединенный.к положительному полюсу (анод).

На катоде выделяются металлы и водород, а анод растворяется, и на его поверхности выделяется кислород.

Химический процесс, протекающий на электродах при прохождении через электролит электрического тока, называется электролизом. Устройства, в которых за счет внешней электрической энергии совершаются химические превращения веществ, называют электролизерами или гальваническими ваннами.

Электролиз сводится в к тому, что находящиеся в электролите ионы металла разряжаются на катоде и осаждаются на нем, покрывая поверхность детали слоем металла. Анод растворяется, образуя новые ионы металла взамен выделившихся на катоде, тем самым поддерживая концентрацию электролита.

Количественно процесс электролиза подчиняется двум законам, открытым Фарадеем, названным впоследствии законами Фарадея: 1-масса вещества, выделившегося на катоде или растворившегося на аноде, прямо пропорциональна силе тока и времени его прохождения, т. е. прямо пропорциональна количеству прошедшего через электролит электричества; 2-при прохождении одного и того же количества электричества через разные электролиты массы выделившихся или растворившихся веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.

Масса вещества, выделившегося на катоде или растворившегося на аноде при прохождении через электролит единицы количества электричества, называют электрохимическим эквивалентом. Для каждого вещества это постоянное значение, зависящее от природы вещества и определяемое делением его химического эквивалента на постоянную Фарадея.

Оба закона Фарадея в общем виде выражают формулой М_Т= С*I*t₀

где М_Т— масса выделившегося на катоде (растворившегося на аноде) вещества, г; С— электрохимический эквивалент вещества, г/(А-ч); I— сила тока, проходящего через электролит, А; t₀ — продолжительность электролиза, ч.

Действительная масса осажденного металла будет меньше теоретической. Отношение практически полученного на катоде количества металла М_Пк теоретически возможному называют катодным выходом металла по току, который выражают в процентах, т. е.

η_к=(М_П/ М_Т)*100= (М_П/С*I*t₀)*100.

Это важнейший показатель электролиза. Его физический смысл заключается в том, что он представляет собой коэффициент использования электрического тока. При хромировании η_к = 10... 18 %, а при железнении η_к = 85. ..95 %. Это означает, что при хромировании лишь 10.. .18 % затраченного на электролиз электричества полезно используется на осаждение металла, тогда как при железнении — 85...95%.

Отношение количества металла, практически растворенного на аноде, к теоретически возможному называют анодным выходом по току.

Средняя толщина осажденного на катоде покрытия в зависимости от продолжительности электролиза и время, необходимое для получения покрытия заданной толщины:

где h— толщина покрытия, мм; у — плотность осажденного металла, г/см³.

Равномерность распределения толщины покрытия зависит от природы электролита. Свойство электролита давать равномерные по толщине покрытия называют его рассеивающей способностью.

На толщину покрытий большое влияние оказывает взаимное расположение катода и анода. Для улучшения равномерности используют следующие приемы: устанавливают дополнительные и фигурные аноды, повторяющие форму покрываемых изделий так, чтобы расстояния между всеми участками катода и анода были примерно равными; применяют неметаллические (неэлектропроводные) экраны; увеличивают расстояние между покрываемыми деталями и анодами.

Помимо рассеивающей способности различают еще так называемую кроющую способность электролита. Она характеризует свойство электролита покрывать всю поверхность катода, в том числе различные углубления.

На структуру покрытий влияет режим электролиза. Повышение плотности тока и понижение температуры электролита приводят к снижению размеров кристаллов. Однако при высоких плотностях тока прикатодный слой быстро обедняется разряжающимися ионами металла, что способствует осаждению хрупких и некачественных. Чтобы повысить производительность процесса без снижения качества покрытий, необходимо увеличить допустимую плотность тока за счет роста концентрации и температуры электролита, а также его принудительным интенсивным перемешиванием (циркуляцией).

Снижение кислотности электролита ухудшает качество покрытий: они становятся темными, хрупкими и шероховатыми.

25. Коленчатый вал - одна из самых основных деталей двигателя, определяющая вместе с другими деталями цилиндропоршневой группы его ресурс. Ресурс коленвала характеризуется двумя показателями: усталостной прочностью и износостойкостью. При эксплуатации двигателя в результате действия высоких и непостоянных динамических нагрузок вал подвергается кручению и изгибу, отдельные поверхности – изнашиваются. В структуре металла накапливаются усталостные повреждения, возникают микротрещины и другие дефекты. После разборки двигателя коленчатые валы разбирают (удаляют шпонки, заглушки и пробки из масляных каналов и т.д.), тщательно очищают и дефектуют. Особенно тщательно необходимо очистить масляные каналы. При дефектации не только определяют геометрические размеры поверхностей, но и проверяют валы на наличие и расположение трещин методом магнитной дефектоскопии. В соответствии с инструкцией по дефектоскопии и восстановлению коленвалов с трещинами на шейках для тракторных двигателей считаются опасными и не допускаются следующие виды трещин, при которых валы бракуют: на галтелях коренных и шатунных шеек; на цилиндрической части шеек на расстоянии менее 6 мм от торцов щек; на кромках отверстий маслоканалов при длине трещины свыше 15 мм и расположении ее под углом более 30 град к оси шейки; находящиеся на расстоянии одна относительно другой менее 10 мм и расположенные под углом более 30 град к оси вала. Не допускается более восьми трещин длинной менее 5 мм на цилиндрической части шеек и у кромок отверстий маслоканалов, а также более трех трещин длиной свыше 5 мм. Считаются безопасными и допускаются для обработки не более трех продольных трещин длиной свыше 5 мм на поверхности каждой коренной и шатунной шейки, не выходящих на галтель, находящихся на расстоянии более 10 мм одна относительно другой и расположенных под углом менее 30 град к оси шейки. Трещины разделывают абразивным инструментом по всей длине с целью образования канавки радиусом 1,5…2 мм и глубиной 0,2…0,4 мм. Острые комки дополнительно притупляют по периметру. Канавку у разделанной трещины упрочняют виброударным наклепом в течение 6…8 с энергией удара 2,5…5 Дж. Трещины обрабатывают после шлифования шеек до ремонтного размера перед их полированием. Посадочные поверхности под шкив, шестерни, маховик, а также отверстия под штифты и шпоночные пазы чаще всего восстанавливают дуговой наплавкой проволкой 1,2Св18ХГС в среде углекислого газа с последующей механической обработкой. Основной дефект- износ коренных и шатунных шеек. Износ шеек устраняют шлифованием их под ремонтный размер. Шлифуют шейки после устранения других дефектов коленчатого вала. Для шлифования валов служат станки 3А423 или 3Б423. Овальность и конусность прошлифованных шеек не должно превышать 0,015 мм. При шлифовании оставляют припуск до 0,005 мм на последующее полирование. Полируют на специальных стендах абразивными и алмазными бесконечными лентами. После восстановления коленчатые валы подвергают динамической балансировке на машине БМ-У4. Технология и последовательность балансировки зависит от типа двигателя и конкретной конструкции коленвала и шатунов. Коренные и шатунные шейки, вышедшие за ремонтные размеры, восстанавливают наращивают различными методами: наплавкой (под слоем флюса, плазменной, в среде защитных газов и др.); гальваническими покрытиями (железнение ,хромирование); металлизацией; напеканием порошков; электроконтактной приваркой ленты и т.д.