סיווג דרכים לשחזור חלקים ומאפיינים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

כרגע, מהנדסים פועלים באופן פעיל ליצירת שיטות חדשות ושיפור שיטות מסורתיות לשחזור חלקים. ויש לכך סיבות אובייקטיביות: ראשית, במקרים מסוימים, ייצור מוצרים חדשים מפלדה יקרה יקרה יותר מבחינת משאבים, ושנית, למפעל פשוט אין את היכולת הטכנולוגית לייצר חלקים חדשים שהם מורכבים ב. צורה ודרישות טכניות.

ארגונים המפעילים ציוד מורכב ויקר (לדוגמה, משאיות כרייה כבדות) מעוניינים לשפר שיטות שונות לשחזור חלקים בלויים.

הוראות כלליות

כל השיטות לשחזור חלקים מכוונות לחידוש מאפייני הביצועים והמאפיינים המקוריים של המוצר. בתהליך העבודה, שפשוףהמשטחים של זוגות החיכוך עלולים להתבלות (כתוצאה מכך מידותיהם משתנות), להתפורר (כתוצאה מהצטברות של מתחי עייפות בעומסים מתחלפים תכופים), לקבל נזק מכני ולשנות את התכונות הפיזיקליות והמכניות שלהם. סוג נפרד של נזק במהלך הפעולה הוא הפרה (נזק) של הציפוי המגן נגד קורוזיה ועמיד בפני שחיקה.

השיטות והשיטות לשחזור חלקים מגוונות מאוד. עם זאת, לבלאי של חלקי מכונות יכולות להיות השלכות שונות ומנגנון שונה של היווצרות וגורמים. בבחירת טכנולוגיה ספציפית לשיקום משטחים בלויים, על המהנדס קודם כל לשקול אילו תכונות (מכניות ופיזיות) אמורות להיות למוצר.

לכן, במקרים מסוימים, יש צורך להשיג חוזק עייפות מקסימלי של המבנה וגמישות. לפעמים ההרכב הכימי של שכבת פני השטח הוא קריטי, מה שמאפשר להגביר את עמידות החום, שבירות אדומה (שבריריות קרה), עמידות בפני מדיה אגרסיבית, לכן, בכל מקרה ספציפי, יש להעדיף את שיטת שחזור החלקים יכול לעמוד בכל הדרישות. דרישות טכנולוגיות ועיצוביות מיוחדות כוללות גם שלמות (היעדר נקבוביות, סדקים מיקרו, תכלילים לא מתכתיים), המסה של אלמנטים מבניים בודדים והמוצר בכללותו, מחווני חספוס, תכונות מכניות (קשיות ומיקרו-קשיות), אפשרות לעיבוד שבבי. ולחץ (התקשות נוספת עקב דפורמציה שכבת פני השטח והתקשות), הדיוק של סטיות גיאומטריות של משטחים וצורות.

סיווג דרכים לשחזור חלקים לפי סוג הפגמים שיש לבטל

כל מגוון שיטות ההחלמה, בהתאם לאופי הליקויים, מחולקים בדרך כלל לקבוצות הבאות:

• חיתוך ועיבוד מתכת;
• ריתוך והלחמה;
• עיוות פלסטי;
• fusion;
• דיפוזיה מתכת ופיזור;
• טכנולוגיית ציפוי אלקטרו;
• טיפול בחום כימי (CHT) כמו גם טיפול בחום מסורתי;
• שימוש בחומרים מרוכבים.

סיווג שיטות שחזור בהתאם לאופי ההשפעה על החלק

לפי עיקרון זה, כל פעולות השחזור מחולקות לשלוש קבוצות:

• עיבוד ללא הסרת קצבאות;
• עיבוד חלקים עם הסרת חומר;
• פעולות טכנולוגיות הקשורות ליישום ציפויים וחומרים בצורה כזו או אחרת.

הגיוני לתת סיווג מפורט יותר של הקבוצות המפורטות, שכן כל אחת מהן כוללת שיטות עיבוד רבות תוך שימוש בציוד ובעקרונות שונים מאוד. במקרים מסוימים, ניתן לשכפל בשם שיטת שחזור החלקים, שכן שיטה אחת יכולה לחול בו זמנית על כמהקבוצה.

שיקום ללא הסרה של קצבאות:

• התקשות ועיצוב על ידי עיוות פלסטי קר וחם, כיול;
• טיפול כימי-תרמי (שבוצע על מנת להגביר את הקשיות, לשפר את הביצועים);
• טיפול בחום (הגברת הקשיות, הסרת לחצים מסוכנים וכן הלאה).

שיטות לשיקום חלקים בלויים הכוללות הסרה של שכבת חומר:

• machining;
• עיבוד אלקטרופיזי;
• שיטות משולבות.

תת-הקבוצה האחרונה כוללת שיטות המאפשרות מריחת שכבת הגנה נוספת של חומר על פני החלק. שיטות השחזור העיקריות עבור חלקים מצופים כוללים:

• השקעת ציפויים מתכתיים ולא מתכתיים בכבשן (מתכת, ריסוס, משטחים ואחרים);
• שיטות ציפוי אלקטרופיזיקליות (אמבטיות אלקטרו, שיטות אלקטרו-ספארק וכן הלאה).

מאפיינים של עבודות מתכת ושיקום מכני

שיטה זו של שיקום והקשחת חלקים משמשת במקרים בהם יש צורך להשיג גודל תיקון חדש או ישן של המוצר, וכן כאשר יש צורך להתקין אלמנט חדש של המוצר ההנדסי המשוחזר. אז, עיבוד מכני ומנעולן יכול לשמש סוג של פעולת ביניים,מכוון להכנת משטחים ליישום וריסוס של ציפויים מתקשים נוספים. עם זאת, לרוב, החיתוך הוא סופי ומטרתו לתקן פגמי צורה ומשטח שנוצרו מסיבה זו או אחרת. סיבות כאלה יכולות להיות עיוות פני השטח והנפח של חלקים וחסר על מנת להעניק להם חוזק גדול יותר ומאפייני הביצועים הטובים ביותר, הצפה של אבקת מתכת ואלקטרודה וכן הלאה.

עיבוד לפי מידה אמור להבטיח את כל הדרישות הטכנולוגיות והעיצוביות: ניקיון וחספוס של משטחים, ערכים וגודל הפער או ההפרעה (אם הנחיתה מתבצעת עם התאמת הפרעה), סטיות של הצורה הגיאומטרית, וכן הלאה.

מהנדס עושה בחירה לטובת שיטה מכנית כזו או אחרת לשחזור חלק, תוך התחשבות במספר גורמים שונים. לכן, אם מידת הבלאי של החלק גדולה מאוד, אז זה הגיוני להתקין חלק תיקון נוסף. במקרה זה, משטח עם עיבוד עוקב יעלה הרבה יותר וידרוש כישורים גבוהים מאוד מהמבצע. כל מיני תותבים ומתאמים משמשים כחלקים כאלה.

מאפיין של שחזור חלקים על ידי דפורמציה פלסטית

עיוות משמש הן לשינוי הצורה והממדים הגיאומטריים של החלק, והן לשיפור המאפיינים התפעוליים של פני השטח של המוצר (אינדיקטור של קשיות ועמידות בפני שחיקה).

עם שינוי צורה, הכל ברור:כאשר עומס משמעותי מופעל על גוף מוצק ולאחר מכן מוסר, נשאר עיוות שיורי. שיטה זו של שחזור חלקי מכונות משמשת בפועל אם יש צורך ליישר מוצרים שניזוקו כתוצאה מהתנגשות. עבודות מסוג זה כוללות הן פחחות על רכב שעבר תאונה והן יישור של פח עבה. לעתים קרובות הצורך בטיפול בלחץ מתעורר לאחר טיפול ריתוך: בעת יישום תפר, אזורים מקומיים מסוימים נעשים חמים מאוד, מה שמוביל להתרחבות ליניארית של אלמנטים מסוימים של המבנה המרותך. במהלך הקירור מתרחש תהליך הפוך - ירידה בגודל, מה שמוביל לעיוות והפרה של הגיאומטריה של המוצר כולו. לכן, אם קיימות דרישות מחמירות לצורה ולסטיות בעיצוב, הוא נתון לטיפול בלחץ על מנת לתקן את הפגם.

כמו כן, ניתן להשתמש בטיפול בלחץ כדי להקשיח את המשטחים של המוצר המשוחזר, למשל, לאחר השטח או לאחר הסרה מכנית של קצבה מסוימת מהחלק על ידי חיתוך. התקשות על ידי דפורמציה היא דרך נדירה למדי לשחזור חלקים. הבחירה לטובת טכניקה זו היא נדירה ביותר. זאת בשל העובדה כי נדרש ציוד יקר למדי להתקשות על ידי עיוות פלסטי משטח. לא כדאי כלכלית לרכוש מכונות כאלה כדי להשתמש בהן מדי פעם במקרה של צורך בשיקום.

מהות התקשות המתח. פיזיקהprocess

בגלל מה משתפרות איכויות החוזק כאשר שכבת פני השטח מעוותת? שאלה טובה. התשובה טמונה בתורת הקרינה של המבנה האטומי של חומרים גבישיים.

מדענים הצליחו להוכיח שהחוזק תלוי במספר הפגמים במבנה הגביש. לפי החישובים שלהם, חוט מתכת דק העשוי מברזל טהור לחלוטין ללא פגמים מבניים נקודתיים ולינאריים מסוגל לעמוד בעומסים עצומים. עם זאת, לגופים אמיתיים יש תמיד פגמים, ולכן חוזק הנשיאה של חוט כזה בתנאים אמיתיים הוא די קטן. אך כאשר מספר הליקויים עולה, אז מתעוררת תופעה פרדוקסלית - מאפייני החוזק משתפרים. זאת בשל העובדה שמספר רב של פגמים יוצר מכשולים לתנועתם וליציאתם אל פני הגרגירים, כלומר מונע התרחשות של רכזי מתח.

על זה בדיוק מבוססת השפעת ההתקשות של טיפול בלחץ: במהלך דפורמציה מתרחשים מספר עצום של פגמים בתוך הגרגרים. במקרה זה, הגרגרים עצמם מקבלים צורה אופיינית - מה שנקרא מרקם. יש לציין ששיטה זו מאפשרת לא רק להגביר חוזק ועמידות בפני שחיקה, אלא גם להפחית את החספוס של המשטח המעובד.

שיטה של שחזור חלקים על ידי השטח

שיטה זו היא הנפוצה ביותר בעת שחזור המידות המקוריות של חלק. הסיבה לכך היא הזולות והפשטות היחסית. כדי לשחזר את הגיאומטריה של המוצר, אתה רק צריך ריתוךמכשיר וחומר הכרחי לשטח.

במקרה שהגודל שבור מאוד, נעשה שימוש במה שנקרא משטח משולב. המהות שלה היא כדלקמן: ראשית, פלדה רגילה או ברזל יצוק מיושם באמצעות חימום להבת גז או קשת חשמלית. ורק אז משטח קשת חשמלית של סגסוגת חזקה עם סט טוב של תכונות מכניות ופיזיקליות. איכות פני השטח לאחר השטח יכולה להיות מתוארת כלא משביעת רצון, ולכן יש צורך בקצבה. פעולה זו יכולה להתבצע על מחרטה, כרסום או משעמם. השימוש בכלי סיתות ושחיקה מותר גם (אם החומר שהופקד קשה מאוד).

שיטות גלווניות בשיקום חלקים

כאשר בוחנים את הסיווג של שיטות לשחזור חלקים, אי אפשר שלא להזכיר ציפוי אלקטרוני. שיטה זו נפוצה מאוד. אמבטיות אלקטרו מבוססות זה מכבר בתעשייה ומשמשות באופן פעיל הן במפעלי ייצור והן במעבדות מחקר. היקף היישום שלהם נרחב להפליא: החל מיישום ציפויים דקורטיביים ועד חומרי תחריט.

ככלל, שיטה זו ישימה רק עם מידת בלאי קלה של משטחי שפשוף, שכן עובי הציפויים המיושמים בשיטה הגלוונית הוא קטן מאוד. בנוסף לשחזור המידות שצוינו, ציפוי כזה יכול לשמש כסרט מגן ולמנוע קורוזיה וחמצון של חומרים.

היתרון בשיטה זו הוא האפשרותהשגת ציפויים באמצעות מגוון חומרים: ניקל, כרום, אלומיניום, ברזל, נחושת, כסף, זהב וכדומה. לכן, שימוש באלקטרוניקה במגזרים רבים בכלכלה הלאומית.

מאפיינים של שיטות טיפול תרמי וכימי-תרמי בשחזור מוצרים

קשה להפריז בתפקידו של טיפול בחום בכלל בהנדסת מכונות, ובתחום שחזור חלקים בפרט. זה מאפשר לך להשיג את האיכויות התפעוליות הדרושות (התנגדות לבלאי, קשיות) וטכנולוגיות (יכולת עיבוד, מוליכות תרמית).

טיפול כימי-תרמי הוא נושא נפרד. שלא כמו טיפול חום מסורתי, במהלך הטיפול הכימי, המוצר נתון לא רק לטמפרטורה, אלא גם לתגובה כימית עם אטומים ויונים של חומרים אחרים. אטומים מתפזרים לעומק מסוים בפנים, ובכך משנים את ההרכב הכימי של שכבת פני השטח. תכונות שכבת הדיפוזיה שונות באופן משמעותי (לטובה) מהחומר המקורי. אז בוראטינג (רוויה באטומי בורון) וקרבוריזציה (רוויה באטומי פחמן) מגבירים משמעותית את הקשיות ועוזרים להפחית את מקדם החיכוך. בפועל, סיליקון, חנקן, אלומיניום ואלמנטים נוספים משמשים גם כאלמנטים מרווים.

מסקנה

התיאור שלעיל של הדרכים לשחזור חלקים אינו ממצה. מוצגות רק השיטות הבסיסיות והנפוצות ביותר. בסך הכל, יש עוד הרבה כאלה. יתר על כן, מדענים ברחבי העולם נמצאים כל הזמןעובדים על יצירת שיטות חדשות ושיפור של שיטות ידועות כבר ליישום ציפויים ושיקום הממדים הגיאומטריים של חלקים.