Виды заготовок и методы их получения

Восстановление деталей металлизацией (напылением)

Металлизацией называется процесс распыления и нанесения предварительно расплавленного металла на поверхность детали. Распыление частиц металла производится сжатым газом или воздухом на заранее подготовленную поверхность. Расплавленные частички металла, приобретая большую скорость в струе сжатого газа, при ударе о поверхность детали деформируются и, проникая все микро трещины и неровности, образуют металлическое покрытие.

Преимущества метода:

1. высокая производительность

2. небольшой назрев детали (до200 toС)

3. нанесение покрытий из любых металлов и сплавов

4. возможность получение покрытия толщиной от 0,03 до 10мм и более

5. высокая износостойкость поверхности

6. простота применяемого оборудования

Недостатки:

Пониженная механическая прочность покрытия

Невысокая прочность сцепления металлизационного слоя с основным металлом из-за механического соединения частичек металла с поверхностью детали

Неоднородность структуры металлизационного слоя

Наличие оксидов

Значительные потери металла при распылении

Металлизацию применяют не только для восстановления деталей, но и для антикоррозионных и декоративных целей. Процесс состоит из подготовки поверхности к покрытию, металлизации и последующей механической обработки.

На качество покрытия оказывают большое влияние V частиц расплавленного металла, их масса, размеры, tоС, состояние поверхности и напыляемый материал. Скорость струи и tоС частиц изменяются как от очага плавления до поверхности металла, так и по сечению струи. Скорость струи, достигая Vmax =190м/с, уменьшается до Vконеч =85м/с, время полета частиц составляет не более 0,003с. Из-за вышеуказанных факторов частицы расплавленного металла достигают поверхности детали в неодинаковом состоянии, т.е. имеют разные размеры, массу, скорость и tоС. При ударе о поверхность детали частички металла получают разную степень деформации и охлаждения.

В связи с этим структура покрытия получается неоднородной по строению и сильно отличающейся от структуры распыленного металла. Плотное соединение распыленного металла с деталью обеспечивается высокой кинетической энергией частичек. Во время полета наблюдается сцепление частиц между собой за счет действия межмолекулярных и межатомных сил. Некоторое снижение контактной прочности происходит в результате окислительных процессов как на напыляемой поверхности, так и на самих частичках.

Наличие пор в структуре, меньшая плотность и электропроводность металлизационного слоя подтверждают неплотный контакт поверхностей. В зависимости от способа расплавления металла различают следующие виды металлизации:

Газопламенная

Электродуговая

Высокочастотная

Детонационная

Плазменная

Ионно – плазменная

Газопламенная металлизация

При изготовлении первичных заготовок деталей машин требуется максимально снижать их трудоемкость, объем механической обработки и расход материала. Если заготовку обрабатывают на станках с применением приспособлений и предварительно настроенных инструментов, то она должна обладать стабильной точностью и иметь ярко выраженные технологические базы. Несоблюдение этих требований может вызвать значительные погрешности при установке заготовки на станках и привести к повреждению настроенных инструментов.

Заготовки изготавливают различными технологическими методами:

отливкой

ковкой

горячей объемной штамповкой

холодной штамповкой из листа

щтампосваркой

формообразованием из порошковых материалов

отливкой и штамповкой из пластмасс

изготовлением из проката

Разные методы получения заготовок могут обеспечивать одинаковую точность, но экономичность этих методов при одном и том же выпуске может быть весьма различной. Оптимальный вариант получения заготовки следует определять по стоимости изготовления детали. В условиях крупносерийного и массового производства первичная заготовка по форме и размерам должна максимально приближаться к форме и размерам готовой детали

Для отливок заготовок в землю применяют чугун, сталь, цветные и специальные сплавы. Хотя литье в земляную форму имеет невысокую точность и значительные припуски на обработку оно широко распространено, т.к. позволяет получить детали сложной формы (при большой экономии металла) и дешевизне литых заготовок.

При литье в стержневые формы стержни изготавливают с применением в качестве связующего материала жидкое стекло, потом их собирают, образуя требуемую форму, и заполняют эту форму жидким металлом.

Центробежное литье применяют для изготовления заготовок тел вращения: гильз, колец.

Литье в кокиль применяют для изготовления заготовок из цветных сплавов. Кокиль представляет собой постоянную металлическую разъемную форму.

Литье под давлением применяют в основном для получения заготовок из цветных сплавов.

Литье по выплавляемым моделям применяют для изготовления весьма точных заготовок из высоколегированной стали и труднообрабатываемых сплавов. При этом большинство поверхностей заготовки не требует механической обработки, а часть поверхностей подвергается только чистовой или финишной обработке. Данным методом выпускают лопатки турбинных роторов, зубчатые колеса. Специфика заключается в изготовлении высокоточной огнеупорной формы и

Ковка с подкладными штампами используется как дополнительная операция после свободной ковки, повышая точность форм и размеров путем обжатия заготовки на подкладном штампе.

Штамповк а может выполняться на открытых (облойных) и закрытых (безоблойных) штампах на молотах или штамповочных прессах с подогревом металла до температуры пластического деформирования.

Чеканка представляет собой точную обработку пластическим деформированием отдельных частей заготовки.. Чеканке подвергают те поверхности заготовки, к которым предъявляются повышенные требования.

Вальцовка на ковочных вальцах применяется для предварительного или окончательного обжатия заготовок деталей, изготавливаемых из прутка или полосы (шатуны, гаечные ключи, рычаги и др.).

Поперечно – винтовая прокатка применяется для изготовления заготовок с поверхностями тел вращения (полуоси, валы, электродвигатели).