Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6




Скачать 241.91 Kb.
НазваниеСборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6
Дата публикации02.10.2013
Размер241.91 Kb.
ТипСборник научных работ
uchebilka.ru > Физика > Сборник научных работ
Министерство образования и науки,

молодежи и спорта Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

МОЛОДАЯ НАУКА

XXI века

СБОРНИК НАУЧНЫХ РАБОТ

ВСЕУКРАИНСКОЙ студенческой

научно-ТЕХНИЧЕСКОЙ конференции

С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ




г. Краматорск-2012

ББК 30.6

УДК 621

Н 34


Рецензенты:
Михайлов А.Н., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой технологии машиностроения Донецкого национального технического университета.

^ Самотугин С.С., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой металлорежущих станков Приазовского государственного технического университета.


Утверждено

на заседании ученого совета

^ ДГМА

(протокол № 8 от 29.03.12)

У збірнику опубліковано матеріали праць магістрантів і студентів-фахівців у галузі технології машинобудування, а також учнів – дійсних членів Малої академії наук України з ЗОШ №1 (м. Слов’янськ). Дані перспективні ідеї, аналіз конкретних проблемних питань машинобудування, представлені розробки, готові до впровадження.

^ Призначений для використання в практичній діяльності магістрів, фахівців і студентів ВНЗ.





^ «МОЛОДАЯ НАУКА XXI века»: сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием / под общ. ред. С.В. Ковалевского, д-ра техн. наук., проф. – Краматорск : ДГМА, 2012. – с.

ISBN 978-966-379-550-8



В сборнике опубликованы материалы трудов магистрантов, студентов-специалистов в области технологии машиностроения, а также учащихся – действительных членов Малой академии наук Украины из ООШ №1 (г. Славянск). Даны перспективные идеи, анализ конкретных проблемных вопросов машиностроения, представлены разработки, готовые к внедрению.

^ Предназначен для использования в практической деятельности магистров, специалистов и студентов вузов.

УДК 621.924
Новиков В.О., Украина, г. Славянск, ОШ №1

Научные руководители:

Тулупов В.И. (Украина, г. Краматорск, ДГМА),

Головачёв А.Н. (Украина, г. Славянск, ОШ №1)
^ МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Рассмотрены технологические методы повышения надежности деталей машин. Область рационального использования данных методов – в машиностроении.
Большинство деталей машин работают в условиях изнашивания, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных или высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжения. Газотермическое напыление, наплавка, химико-термическая обработка повышают твёрдость, кавитационную и коррозионную стойкость и, создавая на поверхности благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивают надёжность и долговечность деталей машин. Кроме того увеличить прочность и сопротивление усталости можно созданием соответствующих композиций сплавов и технологии обработки. При сохранении достаточно высокой пластичности, вязкости и трещиностойкости данные методы повышают надёжность и долговечность машин и понижают расход металла на их изготовление вследствие уменьшения сечения деталей.

Методы упрочнения металлов можно условно разделить на шесть основных классов. Внешние условия протекания процессов неодинаковы: в газовой среде; в жидкости; в пасте; без использования или с использованием теплоты при нормальном, повышенном или высоком давлении; в низком, среднем или глубоком вакууме; в атмосфере водяного, водогазового или ионного пара; в контролируемых атмосферах экзогаза или эндогаза; в электропроводящей или диэлектрической среде; в среде с поверхностно-активными или абразивными свойствами; в магнитном, электрическом, гравитационном или термическом поле. Выбор сочетаний внешних условий и характеризует специфические особенности технологических процессов.

Любой экономически обоснованный метод упрочнения требует проверки типовой технологии в конкретных условиях для каждого вида упрочняемого изделия. Применяемость метода определяют по основным факторам, характеризующим внешние и внутренние условия эксплуатации упрочненных изделий и технико-экономические возможности использования метода в сложившихся условиях и в перспективном периоде. В каждом конкретном случае для каждого вида упрочняемого изделия на выбор и принятие обоснованного решения о целесообразности использования метода упрочнения влияет своя, специфическая, группа факторов. Наиболее полная оценка приемлемости метода для данных условий возможна в том случае, если рассматривается наиболее полное число факторов и связи между ними. С этой целью рационально изучить и классифицировать основные факторы, действующие в данных конкретных условиях.

Внедрение технологии упрочняющей обработки требует проведения большого комплекса подготовительных работ. В комплекс подготовительных работ входит: определение номенклатуры изделий; изучение условий эксплуатации деталей (рабочих поверхностей); анализ целесообразности их упрочнения; выбор наиболее эффективного, экономически оптимального метода упрочнения, его экспериментальная проверка в лабораторных условиях; подготовка материальной базы – приобретение и изготовление стандартизованного и нестандартизованного оборудования, различных приборов и инструментов; подготовка производственных помещений и коммуникаций; накопление основных и вспомогательных материалов.

Для получения структур, близких к равновесному состоянию, применяют нормализацию – нагрев стали до заданной температуры, выдержку при ней и последующее охлаждение на открытом воздухе. В процессе нормализации улучшаются механические свойства, уменьшаются остаточные деформации, осуществляется подготовка структуры стали для последующей обработки.

Большими возможностями в улучшении эксплуатационных свойств поверхностей деталей обладают методы, основанные на применении концентрированных потоков энергии, что связано с локальностью действия на обрабатываемую поверхность.

Анализ литературных источников показал, что каждый из технологических методов, в том числе и импульсные, имеют свои достоинства и недостатки, а также область рационального применения, а их энергоэффективность определяется удельным расходом энергии.
ВЫВОДЫ:

Каждый из технологических методов повышения надежности деталей машин, имеет свою область применения. При упрочнении металла изменяются его качественные свойства, которые определяют срок эксплуатации изделий. Для обеспечения конкурентоспособности выпускаемой продукции в различных отраслях машиностроения в последнее время уделяется большое внимание совершенствованию и применению энергоэффективных технологий, позволяющих повысить производительность и снизить затраты на изготовление деталей машин заданного качества.
ЛИТЕРАТУРА

1. Полевой, С. Н. Упрочнение металлов: Справочник / С. Н. Полевой, В. Д. Евдокимов. – М. : Машиностроение. –1994. – 496 с.

УДК 621.9
Екимова В.Д., Украина, г. Славянск, ОШ №1

Научные руководители:

Стародубцев И.Н. (Украина, г. Краматорск, ДГМА),

Головачёв А.Н. (Украина, г. Славянск, ОШ №1)

^ УМЕНЬШЕНИЕ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
В работе выполнен литературный обзор видов износа и путей его выявления. Проанализированы исследования в области влияния качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей, возможности методов финишной обработки и термической обработки в обеспечении эксплуатационных свойств изделия машиностроения. Предложены рекомендации по повышению качества технологических систем на основе выполненного анализа.
Повышение износостойкости деталей машин осуществляется различными технологическими методами, но они бывают слишком продолжительными, энергоемкими, а также затрачивается масса рабочей силы. Применение композиционных покрытий из поверхностно-активных веществ в сочетании с вибрацией позволяет управлять физико-механическими свойствами контактирующих поверхностей, а также повышать производительность труда, снижать энергозатраты и улучшать качество продукции, делая её более конкурентоспособной на мировом рынке, что является актуальностью работы.

Изнашивание деталей, выполняющих различные функции, происходит неравномерно. Серьезные изменения происходят вследствие изнашивания силовой установки: резко уменьшается мощность двигателя, повышается расход топлива и смазочных материалов, увеличиваются потери на трение в механизмах силовой передачи [1].

Износ условно можно разделить на две основные группы: адгезионный и диффузионный износ. Адгезионный износ происходит в результате действия высоких локальных давлений, сваривания между собой шероховатостей поверхностей, последующей пластической деформации, возникающей при их относительном перемещении, разрушения локальных сцеплений шероховатостей, удаления или переноса металла [2].

Диффузионный износ происходит вследствие того, что при высоких температурах частицы инструментального материала проникают в стружку и обрабатываемую деталь. Это приводит к изменению химического состава и физико-механических свойств в поверхностных слоях инструмента и снижает его износостойкость.

Для обнаружения данных видов износа существуют эффективные методы определения нарушений сплошности в поверхностных слоях деталей (магнитная дефектоскопия); поиск нарушений путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, и дальнейшего их анализа (ультразвуковая дефектоскопия) и другие методы [3].

В зависимости от вида износа применяют различные методы упрочнения и восстановления деталей. Изношенные детали восстанавливают различными электролитическими способами. В производстве получили распространение хромирование, ожелезнение, никелирование, меднение и цинкование. Данные методы обладают высокой производительностью, не требуют больших материальных затрат (используются дешевые электролиты), позволяют бороться с различными видами износа (коррозионно-механическим, механическим и др.)

^ Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении. Термической обработке подвергают полуфабрикаты (заготовки, поковки, штамповки и т. п.) для улучшения структуры, снижения твердости, улучшения обрабатываемости, и окончательно изготовленные детали и инструмент для придания им требуемых свойств [4].

Смазывание предназначено для снижения потерь мощности и сокращения скорости изнашивания соприкасающихся деталей. Помимо этого, устраняется заедание, поверхность деталей защищается от коррозии, повышается компрессия и создается определенная амортизация при ударных нагрузках за счет выдавливания смазочного материала из зазоров между деталями.

PVD-процесс применяют для создания на поверхности деталей, инструментов и оборудования функциональных покрытий — износостойких, коррозионностойких, эрозионностойких, антифрикционных, антизадирных, барьерных и т. д. С помощью PVD-процесса получают покрытия толщиной до 5 мкм, обычно после нанесения покрытия поверхность не требует дополнительной обработки.

Для повышения прочностных свойств детали используют легирование. К наиболее часто применяемым легирующим элементам относятся марганец, кремний, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий и др. Основной эффект от легирования достигается в том случае, когда происходит изменение типа кристаллической решетки железа.

^ Лазерная наплавка порошковых материалов обеспечивает получение наплавленного слоя высокой степени однородности и качества без значительного термического влияния на нижележащие слои металла. Применяют порошки хрома, бора, никеля, кремния. После последующей шлифовки толщина наплавки может достигать 0,2-0,4 мм, повышается износостойкость наплавленного слоя в 2-3 раза.

^ Электронно-лучевая обработка поверхности производится мощным электронным пучком в вакуумной среде и имеет ряд преимуществ по сравнению с лазерной обработкой:

более высокий КПД, высокая мощность и меньшая стоимость. Износ уменьшается в 2-4 раза.

^ Методы детонационного и плазменного нанесения покрытия – газотермические методы, основанные на полном или частичном нагреве материала покрытия до состояния плавления и распылении его газовой струей. Особенность этих методов упрочнения – возможность наносить тугоплавкие материалы на металлическую подложку без значительного ее нагрева (не более 150 o С) [5].

Упрочнение поверхностных слоев методом диффузионного молекулярного армирования относится к нанотехнологическим методам. Наблюдаемый эффект повышения прочности поверхностного слоя объясняется «армированием» материала поверхностного слоя цепочками атомов радикалов, прочность связей в которых до 5 раз превышает металлическую, а также барьерным действием внедренных радикалов на процесс образования и скольжения дислокаций, что препятствует накоплению дефектов и замедляет развитие усталости и разрушение материала.

Для получения наноструктурных покрытий используются:

  • катоды с легирующими добавками;

  • вращение подложки для получения многослойных покрытий с толщиной слоев менее 100 нм;

  • электрическое смещение подложки для ионной бомбардировки растущей пленки и нагрев подложки до относительно высокой температуры [6].


ВЫВОДЫ

Износ пагубно влияет на процесс и результат работы машины и приводит к многочисленным поломкам. Изнашивание возникает под воздействием трения, нагрузок, условий работы и окружающей среды. Для каждого вида износа применяются определенные технологические методы борьбы с ним. Также мы можем продлевать службу механизмов путем термической обработки, методом гальванического покрытия, использованием смазочных материалов, применением PVD-процесса, легирования, методами лазерного, электронно-лучевого, плазменного и детонационного упрочнения, а также применяя нанотехнологии.
ЛИТЕРАТУРА

  1. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием: Учебник. / С.С. Некрасов. - М.: Агропромиздат, 1996. – 325 с.

  2. Приборостроение и средства автоматизации контроля. / под ред. С. И. Фрейберга, М.: ВИНИТИ, 1961. – 250 с.

  3. Дефектоскопия металлов / под ред. Д. С. Шрайбера, М.: Машиностроение, 1959 185 с.

  4. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. / И. И. Новиков, М.: Металлургия ,1978. – 420 с.

  5. Елагина О.Ю. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. / О.Ю. Елагина, М: Логос, 2009. - 488 с.

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия (ДГМА)

Кафедра технологии и управления производством
^ МОЛОДАЯ НАУКА

XXI века

СБОРНИК НАУЧНЫХ РАБОТ

Международной студенческой научной

конференции

Под общей редакцией

д-ра техн. наук, проф. С. В. Ковалевского

Краматорск

ДГМА

2013

ББК 34.4

УДК 621(06)

М 75

Рецензенты:

Михайлов А. Н., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой технологии машиностроения Донецкого национального технического университета;

Самотугин С. С., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой металлорежущих станков Приазовского государственного технического университета.

Утверждено

на заседании ученого совета ДГМА

(протокол № 8 от 28.03.2013)

У збірнику опубліковано матеріали праць магістрантів і студентів – фахівців у галузі технології машинобудування. Пропонуються перспективні ідеї, аналіз конкретних проблемних питань машинобудування, подано розробки, готові до впровадження.

Призначений для використання в практичній діяльності магістрів, фахівців і студентів ВНЗ.

М 75

Молодая наука XXI века : сборник научных работ международной студенческой научной конференции / под общ. ред. С. В. Ковалевского, д-ра техн. наук., проф. – Краматорск : ДГМА, 2013. – 164 с.

ISBN 978-966-379-630-7.


В сборнике опубликованы материалы трудов магистрантов и студентов – специалистов в области технологии машиностроения. Предлагаются перспективные идеи, анализ конкретных проблемных вопросов машиностроения, представлены разработки, готовые к внедрению.

Предназначен для использования в практической деятельности магистров, специалистов и студентов вузов.

ББК 34.4

УДК 621(06)

ISBN 978-966-379-630-7 Ó ДГМА, 2013

УДК 621.9

Екимова В. Д., Украина, г. Славянск, ОШ №1

Научные руководители:

Стародубцев И. Н. (Украина, г. Краматорск, ДГМА),

Головачёв А.Н. (Украина, г. Славянск, ОШ №1)

^

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН


В работе выполнен анализ исследования в области влияния качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей, возможности методов финишной обработки в обеспечении эксплуатационных свойств изделия машиностроения. Выполнен литературный обзор традиционных и современных технологических методов уменьшения износа деталей в машиностроении. Предложены рекомендации по повышению качества технологических систем на основе выполненного анализа.

Повышение износостойкости деталей машин осуществляется различными технологическими методами, но они бывают слишком продолжительными, энергоемкими, а также затрачивается масса рабочей силы. Применение композиционных покрытий из поверхностно-активных веществ в сочетании с вибрацией позволяет управлять физико-механическими свойствами контактирующих поверхностей, а также повышать производительность труда, снижать энергозатраты и улучшать качество продукции, делая её более конкурентоспособной на мировом рынке, что является актуальностью работы.

Вследствие изнашивания силовой установки происходят серьезные изменения в работе машины: резко уменьшается мощность двигателя, повышается расход топлива и смазочных материалов, увеличиваются потери на трение в механизмах силовой передачи [1].

Износ условно можно разделить на две основные группы: адгезионный и диффузионный износ. ^ Адгезионный износ происходит в результате действия высоких локальных давлений, сваривания между собой шероховатостей поверхностей, последующей пластической деформации, возникающей при их относительном перемещении, разрушения локальных сцеплений шероховатостей, удаления или переноса металла [2].

^ Диффузионный износ происходит вследствие того, что при высоких температурах частицы инструментального материала проникают в стружку и обрабатываемую деталь. Это приводит к изменению химического состава и физико-механических свойств в поверхностных слоях инструмента и снижает его износостойкость [3].

В зависимости от вида износа применяют различные методы упрочнения и восстановления деталей. В производстве получили распространение электролитические методы упрочнения: хромирование, ожелезнение, никелирование, меднение и цинкование. Данные методы характеризуются высокой производительностью, небольшой затратностью на электролит, позволяют бороться с различными видами износа (коррозионно-механическим, механическим и др.).

^ Термическая обработка металлов и сплавов – процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении. Термической обработке подвергают полуфабрикаты (заготовки, поковки, штамповки и т. п.) для улучшения структуры, снижения твердости, улучшения обрабатываемости для придания им требуемых свойств [4].

Смазывание предназначено для снижения потерь мощности и сокращения скорости изнашивания соприкасающихся деталей. Помимо этого, устраняется заедание, поверхность деталей защищается от коррозии, повышается компрессия и создается определенная амортизация при ударных нагрузках за счет выдавливания смазочного материала из зазоров между деталями.

PVD-процесс применяют для создания на поверхности деталей, инструментов и оборудования функциональных покрытий – износостойких, коррозионностойких, эрозионностойких, антифрикционных, антизадирных, барьерных и т. д.

С помощью PVD-процесса получают покрытия толщиной до 5 мкм, обычно после нанесения покрытия поверхность не требует дополнительной обработки.

Для повышения прочностных свойств детали используют легирование. К наиболее часто применяемым легирующим элементам относятся марганец, кремний, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий и др. Основной эффект от легирования достигается в том случае, когда происходит изменение типа кристаллической решетки железа.

^ Лазерная наплавка порошковых материалов обеспечивает получение наплавленного слоя высокой степени однородности и качества без значительного термического влияния на нижележащие слои металла. Применяют порошки хрома, бора, никеля, кремния. После последующей шлифовки толщина наплавки может достигать 0,2-0,4 мм, повышается износостойкость наплавленного слоя в 2-3 раза.

^ Электронно-лучевая обработка поверхности производится мощным электронным пучком в вакуумной среде и имеет ряд преимуществ по сравнению с лазерной обработкой: более высокий КПД, высокая мощность и меньшая стоимость. Износ уменьшается в 2-4 раза.

Методы детонационного и плазменного нанесения покрытия – газотермические методы, основанные на полном или частичном нагреве материала покрытия до состояния плавления и распылении его газовой струей. Особенность этих методов упрочнения – возможность наносить тугоплавкие материалы на металлическую подложку без значительного ее нагрева (не более 1500 С) [5].

Также важное значение в развитии современного машиностроение имеет наноструктурированная продукция триботехнического направления и оборудование для обработки деталей с нанометровой точностью и для нанесения нанопокрытий. Переход к наноструктурным покрытиям, у которых размер кристаллитов в пленке не превышает 100 нм, позволит значительно улучшить характеристики защитного покрытия.

Ионы азота, нанесенные на поверхность методом ионной имплантации, применяются для упрочнения поверхности стальных режущих инструментов (фрезы, сверла и др.). Имплантация этих ионов предотвращает образование трещин на поверхности металла и уменьшает коррозиционные и фрикционные свойства стали [6].

Серьезные положительные изменения в экономику в том числе и в машиностроение, внесут макроматериалы из нанотрубок или содержащие нанотрубки (рис. 1).


Рис. 1 Изображение идеальной нанотрубки
Нанотрубки в осевом направлении являются самым прочным волокном из-за очень высокой прочности ζ-связей. При свертывании графеновых листков в бесшовную трубку прочность увеличивается, поэтому УНТ прочнее графита и по модулю Юнга соответствуют алмазу или превосходят его.

Композиционные материалы с использованием углеродных нанотрубок будут иметь весьма важное значение в качестве защитных экранов от излучения и других важных конструкционных материалов ответственного назначения [7].

Нанесение покрытия в условии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза обеспечивает необходимые эксплуатационные характеристики при минимальном времени их формирования. Выбранный метод поверхностного упрочнения обеспечивает высокое качество поверхности, является наиболее простым и удобным в лабораторной практике, хорошо воспроизводимым в условиях производства и не требует специального сложного оборудования для своей реализации. В результате диффузионного поверхностного насыщения в условиях СВС были получены алюмотитаносилицированные покрытия на медных сплавах. Микроструктуру полученных покрытий исследовали на микроскопе «Neophot-2» (рис. 2).


а) БрАМц-9-2; б) БрАЖМц-10-3-1,5; в) ЛМцЖ-55-4-1

Рис. 2 Микроструктура титаноалюмосилицированных покрытий, полученных методом СВС на сплавах меди, х 100
В результате испытаний было установлено, что титаноалюмосилицированные защитные покрытия, наносимые на бронзовые и латунные образцы методом СВС, имеют высокие характеристики коррозионной стойкости, износостойкости и предела прочности при сжатии. Коррозионная стойкость сплавов меди в 3 %-ном растворе хлорида натрия увеличивается в 1,5…1,8 раза [8].

^ Энергия взрыва повышает износостойкость поверхностей изделий при истирании, их твердость, пределы прочности и текучести, статическую прочность (сварных соединений в результате сквозного наклепа сварного шва и зоны термического влияния), циклическую прочность (из-за повышения пределов прочности и текучести материала).

Упрочнение энергией взрыва осуществляют по схемам, показанным на рис. 3, в зависимости от конструкции и назначения упрочняемого изделия [9].


^ 1 - заряд; 2 - деталь; 3 - опора; 4 - среда; 5 – пластина

Рис. 3 Схемы процесса упрочнения с помощью взрыва: а – с укладыванием взрывчатого вещества на поверхность; б – с использованием передающей среды; в – с метанием пластины на поверхность;

ВЫВОДЫ

Износ пагубно влияет на процесс и результат работы машины и приводит к многочисленным поломкам. Изнашивание возникает под воздействием трения, нагрузок, условий работы и окружающей среды. Для каждого вида износа применяются определенные технологические методы борьбы с ним. Также мы можем продлевать службу механизмов путем термической обработки, методом гальванического покрытия, использованием смазочных материалов, применением PVD-процесса, легирования, методами лазерного, электронно-лучевого, плазменного и детонационного упрочнения, а также применяя нанотехнологии.

В двигателестроении и автомобильной промышленности за счет применения наноматериалов, более точной обработки и восстановления поверхностей можно добиться значительного (до 1,5-4 раз) увеличения ресурса работы автотранспорта, а также снижения втрое эксплуатационных затрат (в том числе расхода топлива), улучшения совокупности технических показателей (снижение шума, вредных выбросов), что позволяет успешнее конкурировать как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Металлические материалы с наноструктурой обладают повышенной по сравнению с обычным структурным состоянием твердостью и износостойкостью.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Коллинз Д.N. «Повреждение материалов в конструкциях» ,1984, 624 с.

  2. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием: Учебник. М.: Агропромиздат, 1996.

  3. Современные методы контроля материалов без разрушения. Об.ст., М., 1961; Приборостроение и средства автоматизации контроля, под ред. С. И. Фрейберга, JKH. 1, М., 1961 (ВИНИТИ);

  4. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов, Металлургия ,1978

  5. Елагина О.Ю. «Технологические методы повышения износостойкости деталей машин», Логос, 2009 г.,488с.

  6. Ионная имплантация. / Х. Риссел, И. Руге. – М., Наука, 1983

  7. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: Физматлит, 2007. — 416 с.

  8. Середа Б.П. Поверхностное упрочнение меди и медных сплавов в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Б. П. Середа, І. В. Кругляк, Д. О. Кругляк // Металургія: науковіпраці ЗДІА. – 2010. – Вип. 21. – С. 132–136.

  9. Прюммер, Р. Обработка порошкообразных материалов взрывом Текст. / Прюммер, Р., пер. с нем. М.: Мир, 1990. – 128 с.


УДК 621.9

Карташов В. В., Украина, г. Славянск, ОШ №1

Научные руководители:

Гущин А. В. (Украина, г. Краматорск, ДГМА)

Головачёв А.Н. (Украина, г. Славянск, ОШ №1)
^

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК


В работе выполнен литературный обзор процессов получения литых заготовок в литейном производстве. Проанализированы преимущества и недостатки полученных отливок.

Современная техника не может обойтись без литейного производства. Нет почти ни одного машиностроительного или металлургического завода, на котором не было бы литейного цеха в числе основных цехов.

Литейная технология – это процесс получения литых заготовок путем заливки расплавленного металла в формы, полость которых повторяет конфигурацию отливки. При охлаждении металл отвердевает и принимает конфигурацию полости форм.

Процессу литья можно подвергать любые металлы. Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т. д.) [1].

Для получения отливок используется специальная оснастка, от конструкции и качества которой в значительной мере зависит качество и трудоёмкость производства литья.

Совокупность технологической оснастки приспособлений, необходимых для образования в форме полости, соответствующей контурам отливки называют модельным комплектом. Модельный комплект включает модели, модельные плиты, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и другие приспособления.

Литейное производство делится на множество процессов, благодаря которым можно получить отливки различной конфигурации, качества и прочности. Этими процессами являются:

1. Литье в землю – один из самых простых и экономичных видов литья. Используется в станкостроении, автомобильной промышленности, вагоностроении и других. Имеет сравнительно низкие показатели по качеству конечного материала [2].

2. Статическая заливка, литье в свободную металлическую форму (кокиль) – способ изготовления отливок в металлических формах-кокилях. Формирование отливки происходит при интенсивном отводе теплоты от расплавленного металла, от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства [3].

3. Литье металлов под давлением – это процесс изготовления металлического изделия (отливки), для создания которого специальная машина наполняет пресс-форму расплавленным металлом под давлением. Давление, при помощи которого жидкий металл заполняет даже самые труднодоступные участки, обеспечивает в дальнейшем точную передачу требуемой геометрии бедующему изделию [4].

4. Центробежное литье предполагает получение отливки свободной заливкой расплавленного металла во вращающуюся форму горизонтальной, вертикальной или наклонной оси. Под действием центробежных сил металл отбрасывается от центрального литника к периферии формы, заполняя ее полости затвердевает и образует отливку [5].

5. Литье по выплавляемым моделям – это процесс, в котором для получения отливок применяют разовые точные неразъемные керамические оболочковые формы, получаемые по разовым моделям с использованием жидких формовочных смесей [6].

Литейное производство имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами получения заготовок или готовых изделий. Литьем получают детали, как простой, так и очень сложной формы, которые нельзя или очень трудно получить другими способами. Во многих случаях это наиболее простой и дешевый способ получения изделий.

Прогрессивные способы получения отливок в формах, изготовленных из специальных смесей, например самотвердеющих: жидких, пластичных, имеют существенные технико-экономические преимущества по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы.

Используя литейную технологию можно получить отливки высокой точности, с минимальными допусками по размерам, с высокой чистотой поверхности. Это сокращает или совсем исключает механическую обработку на металлорежущих станках, дает экономию металла, снижает трудоемкость и стоимость детали.

Недостатком литья является то, что сталь с крупнозернистой структурой менее надежна. Металлографическое определения крупного зерна в исследуемом объеме является достаточным обоснованием для бракования металла или объяснения причин разрушения. Это обстоятельство хорошо увязывается с повышением порога хладноломкости.

Межзеренное разрушение в общем случае является малопластичным. Наиболее очевидный признак межзеренного разрушения заключается в наличии рельефа, соответствующего огранке зерна. Межзеренное происхождение трещин устанавливают либо при макроанализе либо при использовании увеличения оптического микроскопа [7].

ВЫВОДЫ

Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно велико – почти все машины и приборы имеют литейные детали.

Литейное производство позволяет получить заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием и с хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок. Достижения современной науки во многих случаях позволяют коренным способом изменить технологический процесс, резко увеличить новые высокопроизводительные машины и автоматы, что в коренном счете помогает улучшить качество продукции и повысить эффективность производства.

ЛИТЕРАТУРА

  1. http://www.engineer.bmstu.ru/res/basetech/6/html/foundry.htm.

  2. Чернышов Е. А. Литейные технологии. Основы проектирования в примерах и задачах : учебное пособие / Е. А. Чернышов, В. И. Паньшин. – М. : Машиностроение, 2011. – 288 с.

  3. Каширцев Л. П. Литейные машины. Литьё в металлические формы : учебное пособие / Л. П. Каширцев. – М. : Машиностроение, 2005. – 368 с.

  4. Степанов Ю. А. Технология литейного производства / Ю. А. Степанов, Г. Ф. Баландин, В. А. Рыбкин. – М. : Машиностроение, 2005. – 287 с.

  5. Килов А. С. Производство заготовок. Литье : серия учебных пособий / А. С. Килов, А. В. Попов, В. А. Недыхалов. – Оренбург : ГОУ ОГУ, 2004. – Книга 3. Проектирование и производство отливок (литых заготовок). – 171 с.

  6. Титов Н. Д. Технология литейного производства / Н. Д. Титов, Ю. А. Степанов. – М. : Машиностроение, 1974. – 472 с.

  7. Гордеева Т. А. Анализ изломов при оценке надежности материалов / Т. А. Гордеева, И. П. Жегина. М. : Металлургия, 1978. – 199 с.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 icon«молодая наука XXI века» сборник научных работ
Всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconВсеукраинская научно-практическая конференция с международным участием “
Вас принять участие в проведении V всеукраинской научно-практической конференции с международным участием “Образование и здоровье”...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconСовременное образование: научные подходы, опыт, проблемы, перспективы сборник научных статей
Сборник научных статей по итогам IX всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Артемовские чтения» (16-17...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconПрограмма конференции предусматривает: пленарное заседание, работу...
Приглашаем Вас принять участие во Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconПрограмма Всеукраинской научно-практической конференции с международным...
Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии обучения двигательным действиям...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconПрограмма Всеукраинской научно-практической конференции с международным...
Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии обучения двигательным действиям...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconШестой Международной конференции «Проблемы телекоммуникаций – 2012»...
Студенческой научно-технической конференции (ск-12) посвященных Дню науки и Всемирному дню телекоммуникаций, которые состоятся в...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconXiii украинская конференция по птицеводству с международным участием...
Конференция в г. Алушта стала ежегодным местом встречи профессионалов в области птицеводства. Ежегодно во время работы конференции...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconXiii украинская конференция по птицеводству с международным участием...
Конференция в г. Алушта стала ежегодным местом встречи профессионалов в области птицеводства. Ежегодно во время работы конференции...

Сборник научных работ всеукраинской студенческой научно-технической конференции с международным участием г. Краматорск-2012 ббк 30. 6 iconИ графика
Техническая эстетика и графика. Сборник тезисов докладов второй межвузовской студенческой научно-технической конференции. Севастополь:...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<