Контрольная работа: Виды обробки металів

ЗМІСТ

1. Загальні відомості про виробництво і традиційні методи обробки металічних сплавів. Нові види обробки матеріалів (електрофізичні, електрохімічні, ультразвукові)………………………………………..………….3

1.1 Ливарне виробництво…………………………………………………………3

1.2 Обробка металів тиском……………………………………………...………6

1.3 Зварювання. Ознайомлення з технологією зварювання металів. Основні види електроерозійного та дифузійного зварювання, сутність і галузі застосування……………………………………………………………………….8

1.4 Нові види обробки матеріалів (електрофізичні, електрохімічні)………..12

1.5 Ультразвуковий метод обробки. Застосування його у промисловому виробництві……………………………………………………………………..16

2. Тест…………………………………………………………………………….19

Список використаної літератури………………………………………………20

1. Загальні відомості про виробництво і традиційні методи обробки металічних сплавів. Нові види обробки матеріалів (електрофізичні, електрохімічні, ультразвукові)

1.1 Ливарне виробництво

За допомогою ливарного виробництва отримують відливки та зливки – первинний продукт ланки обробки металічних сплавів. Його сутність полягає у формуванні фасонних відливок або зливків в процесі плавлення так званої шихти (чистих металів, металобрухту тощо) із додаванням вогнетривів або плавлення у спеціальних печах – тиглях (для тугоплавких металів).

Весь метал, який закладають у печі для плавлення, називають шихтою. Перед проведенням плавлення проводять розрахунок шихти для того, щоб визначити кількість шихтових матеріалів, яке необхідне для отримання сплаву заданого складу, з урахуванням втрат при плавленні. У простих випадках розрахунок шихти зводиться до вирішення одного чи кількох рівнянь. При складному складі сплаву, великій кількості шихтових матеріалів та необхідності знайти їх оптимальний набір із умови найменшої вартості проводяться розрахунки із застосуванням обчислювальної техніки.

У процесі плавлення оксиди металів, що утворюються, сплавляються з кремнеземом, і виникає природній шлак, який утримує метал у зв’язаному вигляді. Крім того, у шлаку є каплини вільного металу, що були механічно прихоплені при перемішуванні. Таким чином, частина металу втрачається разом зі шлаком. Інша частина втрат пов’язана з випаровуванням металу і взаємодією розплаву з огнетривкою футерівкою. Тому ці втрати називають „втратами на угар”.

У першу чергу до печі закладають ту шихту, доля якої є найбільшою, а також більш тугоплавкі шихтові матеріали. Легколетючі і малі добавки, а також ті, що сильно окислюються, бажано вводити за допомогою лігатур. За необхідності, на першу порцію шихти треба відразу ж вводити спеціальний шлак або флюс. Для надійного розчинення усіх добавок, потрібно обов’язково ретельно перемішати розплав. За необхідності, по закінченню плавлення проводять рафінування розплаву, а також його розкислення. Заключною операцією є модифікування розплаву шляхом введення добавки чи температурно-часовою обробкою.

Часто проводять попередню переплавку шихти, яка є вологою, забрудненою маслом, і вже отриманий розплав заливають у чушки.

Для ливарного виробництва специфічним є рафінування розплавів, тобто їх очищення від неметалічних включень і розчинених газів. Для видалення неметалічних включень використовують декілька прийомів. Найпростішим з них є відстоювання. Більш дієвий спосіб видалення неметалевих включень заключається у обробці розплаву рафінуючими шлаками або флюсами. Неметалеві включення добре відділяються при продувці розплавів газами. Універсальним, і більш дієвим засобом видалення неметалевих включень є фільтрування розплаву через зернисті або спечені пористі фільтри. Рафінування розплавів від розчинених газів, крім кисню, здійснюється вакуумуванням, продуванням розплавів і іншими газами, які не розчиняються у них та виморожуванням.

Розкисленням називають видалення із розплаву розчиненого кисню. Розкислення може бути проведене кількома способами, але найбільш універсальним є внутрішнє (осадове) розкислення. Цю операцію проводять тільки стосовно металів, які утримують розчинений кисень. Тому розкисляють вуглецеві і низьколеговані сталі, сплави залізо-нікель, нікель-мідь, чисту мідь. Розкислення сплавів заліза з великим вмістом вуглецю, кремнію, титану, хрому сплавів нікелю з алюмінієм, титаном, сплавів міді з оловом, алюмінієм, цинком, усіх сплавів на основі алюмінію, магнію, цинку, свинцю та олова ніколи не проводять.

Як вже зазначалося вище, заключною операцією при плавленні є модифікуюча обробка розплаву. Сам процес модифікації відбувається при затвердінні відливок і виражається в утворенні мілкокристалічної структури. Оскільки модифікуючи добавки швидко угорають, а дія перегріву зникає, модифікуючу обробку проводять в останню чергу, щоб ефект зберігся до кінця розливу.

Ковшова обробка розплавів проводиться за межами печі, тобто не у плавильному агрегаті, а безпосередньо у ковші. Це дозволяє здешевіти та прискорити процес виготовлення сплавів. У ковші часто проводять рафінування і модифікацію розплаву, нерідко завершують його розкислення. Така практика отримала широке застосування при виробництві литих заготівок, наприклад: при виробництві чавунних ізложниць із рідкого доменного чавуну на підприємствах чорної металургії та при виробництві зливків із алюмінієвих сплавів на підприємствах кольорової металургії.

Із ковша рідкий метал поміщують до порожнини ливарної форми, де він приймає її форму і продовжує охолоджуватися. Швидкість затвердіння визначається швидкістю тепловідводу і характеризує наростання твердої фази з часом. Затвердіння відливок відбувається в результаті кристалізації сплавів.

Після затвердіння відливка повинна мати задану щільність і однорідність, мінімальні внутрішні напруження, гладку і чисту поверхню.

1.2 Обробка металів тиском

Формоутворення за допомогою обробки металів тиском, засновано на здатності металевих заготівок змінювати свою форму без руйнування під дією зовнішніх сил. Обробка тиском – один із прогресивних, економічних та високопродуктивних способів виробництва заготівок у машино- і приладобудуванні. Майже 90% відсотків усієї сталі, що виплавляється, і 60% кольорових металів та сплавів піддають тим. Чи іншим видам обробки тиском: прокату, пресуванню, волочінню, штампуванню тощо. Обробкою тиском можуть бути отримані заготовки чи деталі з сплавів, які володіють пластичними якостями, тобто можуть деформуватися без руйнування під дією зовнішніх сил. Порушення суцільності складу заготівки, що деформується, є недопустимим і призводить до браку.

Сутність процесу обробки тиском заключається у тому, що при пластичному деформуванні сплавів потрібна форма заготівок досягається шляхом переміщення часструм металу у нове положення за умови їх стійкої рівноваги. При цьому початкова маса металу, який піддівався формозміненню, залишається постійною. Так як процес деформування відбувається з неодмінним застосуванням сил, які мають розтягуючу або стискуючу дію, то щільність сплаву при цьому дещо змінюється (як правило збільшується). При деформації усуваються нещільності, які виникли у сплаві в процесі затвердіння із рідкої фази. За необхідності отримати більшу величину деформації її проводять за кілька операцій. При подальшому деформуванні, а також при деформуванні металу після прокату зміна щільності є незначною.

При всьому різноманітті умов обробки тиском на різних дільницях тіла, що деформують можуть виникати такі схеми головних напружень:

– чотири об’ємних;

– три пласких;

– два лінійних.

При кожному виді обробки тиском одна із вищезазначених схем є переважною.

У простій, монокристалічній структурі заготівок пластична деформація відбувається під дією дотичних напружень, які викликають ковзання атомарних площин відносно друг друга, тобто відбувається явище зсуву. Іншим процесом, який відбувається при пластичній деформації таких заготівок є, так зване, „двійникування” або двійниковий зсув. Це явище найчастіше зустрічається у металах та сплавах, які мають гексагональну чи об’ємно центровану кубічну решітку. На відміну від звичайного, двійників зсув відбувається тільки один раз і не призводить до значних пластичних деформацій.

Процеси, які відбуваються при деформуванні заготівок із полікристалічною структурою, в яких кристаліти розділені межами і мають площини ковзання, нарізно орієнтовані у просторі, значно більш складні, так як у полікристалічному тілі деформація одного узятого зерна практично неможлива. В результаті цього, структура металічного сплаву із полікристалічною структурою, який піддавали значним пластичним деформаціям, характеризується зернами витягнутої форми, орієнтованими за напрямком інтенсивного руху металу.

1.3 Зварювання. Ознайомлення з технологією зварювання металів. Основні види електроерозійного та дифузійного зварювання, сутність і галузі застосування

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--