Разработка схемы и обоснование рациональных параметров электромеханического устройства упрочнения зеркала гидроцилиндров 2010

Чумаченко Виталий Сергеевич
Донецкий национальный технический университет


Источник:Тезисы доклада на всеукраинском конкурсе студенческих научных работ, март 2010 г.,Днепропетровск.

Анализ существующих технологий упрочнения поверхностей деталей Классификация способов упрочнения с точки зрения технологических факторов, а также их сущность рассмотрены во многих работах. В данной работе была сделана попытка классифицировать существующие методы с точки зрения оборудования и приспособлений, необходимых для осуществления процесса. Так же была предпринята попытка проанализировать преимущества и недостатки каждого способа применительно для упрочнения зеркала гидроцилиндров горных машин.

  • Упрочнение с помощью деформирующего инструмента
  • Упрочнение с помощью термо - деформирующего инструмента
  • Упрочнение с помощью лазерного оборудования
  • Упрочнение с помощью электронно-лучевого оборудования
  • Упрочнение с помощью электролитических ванн
  • Упрочнение с помощью термо-электролитических ванн
  • Упрочнение с помощью детонационных установок
  • Упрочнение с помощью ионно-плазматронного оборудования
  • Упрочнение с помощью электромагнитного оборудования


    1. Упрочнение с помощью деформирующего инструмента.
    Сущность способа заключается в пластическом деформировании поверхностного слоя. Различают следующие его виды:

  • Обкатывание с помощью шариков или роликов
  • Алмазное выглаживание
  • Дорнование
  • Чеканка
    Данный способ позволяет:
  • Повысить величину микротвердости
  • Уменьшить величину шероховатости
  • Повысить изностойкость детали
    К недостаткам способа можно отнести:
  • Невысокая производительность
  • Довольно большая энергоемкость процесса
  • Невысокий срок службы деформирующего элемента


    2. Упрочнение с помощью термо - деформирующего инструмента.
    Сущность способа заключается в пластическом деформировании поверхностного слоя в сочетании с процессом закалки. Преимущества сходны с 1-м способом. К недостаткам можно отнести :

  • Нагреву подвергается весь объем металла
  • Высокая энергоемкость


    3. Упрочнение с помощью лазерного оборудования.
    Сущность способа заключается в быстром нагреве поверхностного слоя до температуры плавления с последующим быстрым его охлаждением.
    Различают следующие его виды:

  • Лазерная наплавка
  • Лазерное упрочнение
    К преимуществам способа можно отнести:
  • Закалка только поверхностного слоя
  • Однородность упрочняемого слоя
    К недостаткам можно отнести:
  • Высокая стоимость процесса
  • Незначительное изменение шероховатости
  • Низкий КПД


    4. Упрочнение с помощью электронно-лучевого оборудования.
    Сущность способа заключается в обработке поверхности электронным пучком в вакуумной среде. Преимущества способа сходны с лазерным. Недостатком является рентгеновское излучение.


    5. Упрочнение с помощью электролитических ванн Сущность способа заключается в насыщении поверхностного слоя каким-либо химическим веществом. Различают следующие его виды:

  • Железнение
  • Хромирование
    Данный способ позволяет:
  • Повысить микротвердость
  • Повысить изностойкость
  • Повысить коррозийную стойкость
    К недостаткам можно отнести :
  • Повышение хрупкости детали
  • Большая сложность и длительность процесса
  • Неравномерность слоя


    6. Упрочнение с помощью термо-электролитических ванн
    Сущность способа заключается в насыщении поверхностного слоя каким-либо химическим веществом, выполняется при определенной температуре. Различают следующие его виды:

  • Цементация
  • Азотирование
  • Оксидирование
  • Фосфатирование
  • Сульфидирование
    Данный способ позволяет:
  • Повысить микротвердость
  • Повысить коррозийную стойкость
    К недостаткам можно отнести :
  • Повышение хрупкости детали
  • Малая толщина упрочняемого слоя
  • Большая сложность и длительность процесса
  • Возможность изменения размеров детали
  • Неравномерность слоя


    7. Упрочнение с помощью детонационных установок
    Сущность способа заключается в разогреве поверхностного слоя с помощью кислородно-ацетиленовых взрывов.


    8. Сущность способа заключается в разогреве поверхностного слоя с помощью плазмы электрической дуги.
    К преимуществам 7-го и 8-го способа можно отнести:

  • Высокая коррозийная стойкость
  • Высокая износостойкость
  • Невысокая температура нагрева
    К недостаткам 8-го и 9-го способа можно отнести:
  • Высокая сложность и стоимость процесса


    9. Упрочнение с помощью электромагнитного оборудования
    Сущность этого способа заключается в том, что через место контакта инструмента с изделием низкого напряжения, вследствие чего под давлением деформируются элемента, поверхностный слой металла упрочняется.
    К преимуществам способа можно отнести:

  • Упрочнению подвергается только поверхностного слоя
  • Высокая микротвердость и коррозийная стойкость поверхности
  • Снижение шероховатости на 2-3 класса
  • Невысокая энергоемкость процесса

    Литература

    1. Аскинази Б. М. Упрочнение и восстановления деталей электромеханической обработкой. Л.: Машиностроение. 1977.-183с.
    2. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов/К. Картман, Э. Лецкий, В. Шеффер и др.-М.:Мир, 1977.-552с.