Смекни!
smekni.com

Материаловедение 5 (стр. 10 из 16)

• Металлические покрытия наносят различными способами. Наиболее часто применяют горячий способ, гальванизацию, а также напыление и плакирование.

• При горячем способе получения покрытия изделие погружают в расплавленный металл, который смачивает поверхность и по­крывает ее тонким слоем. Затем изделие вынимают из ванны и охлаждают. Горячий способ применяют для нанесения тонкого слоя олова (лужение) или цинка (цинкование).

• Лужение применяется в производстве белой жести, для по­крытия внутренних поверхностей пищевых котлов и для дру­гих целей, цинкование — для защиты проволоки, кровельного железа, труб.

• Гальванизация, т.е. нанесение металлических покрытий галь­ваническим путем, основана на физических законах о прохож­дении постоянного электрического тока через жидкую среду- электролит. При этом в качестве анода применяют металл, кото­рый необходимо нанести в качестве покрытия. Катодом служит изделие. При пропускании тока через электролит анод раство­ряется в электролите и наполняет его катионами, которые затем разряжаются на катоде (изделии). Гальванизация обеспечивает нанесение покрытия практически из любого металла на заго­товки также из любого металла. Толщину гальванического по­крытия можно регулировать в достаточно широких пределах.

• Напылением плазменной струей наносят антикоррозионные покрытия из расплавленного металла (металлизация), оксидов, боридов, нитридов и других соединений. Они могут применяться в виде проволоки, прутков или порошков. Аппараты для напыле­ния называются металлизаторами. Преимуществом плазменного напыления является формирование покрытий высокой плотности при хорошей сцепляемости с основанием.

• Плакирование (термомеханическое покрытие) заключается в совместной горячей прокатке основного и защитного металлов. Сцепление между металлами осуществляется в результате диф­фузии под влиянием совместной деформации горячей заготовки. Защищаемый металл покрывают с одной или с обеих сторон ме­дью, медными сплавами, алюминием или нержавеющей сталью.

• Неметаллические покрытия выполняются из лаков, кра­сок, эмалей, смазок, пластмасс и других органических и неорга­нических веществ.

• Наиболее распространенным способом защиты металлокон­струкций, машин и механизмов от воздействия различных аг­рессивных сред являются лакокрасочные покрытия, которые имеют значительные преимущества перед металлическими. Они легко наносятся на изделие, хорошо закрывают поры, не влияют на свойства металла и являются сравнительно недорогими. При правильном подборе лаков и красок и соблюдении технологии их нанесения срок службы покрытий около 5 лет.

• Технологический процесс нанесения лакокрасочного покры­тия включает подготовку поверхности, приготовление лакокра­сочных материалов, нанесение покрытий и их сушку.

• При длительном хранении и транспортировке металлические изделия покрывают специальными консервационными смазками и жирами. При необходимости смазки периодически обновляют.

• Ингибиторы коррозии — это органические и неорганические соединения, которые вводят в небольших количествах в агрес­сивную среду для предотвращения коррозии или уменьшения ее скорости. Ингибиторы коррозии используют, например, для защиты различных трубопроводов, теплообменных аппаратов, нефтедобывающего и химического оборудования.

• Химическая защита заключается в искусственном создании на поверхности изделия защитных пленок. Защитные пленки получают при воздействии на металл сильных химических реа­гентов. Наведение оксидных пленок называют оксидированием. Наиболее широко применяют оксидирование для защиты от кор­розии алюминия, магния и их сплавов.

• На стальных изделиях наводят также пленки из фосфатов мар­ганца и железа. Этот процесс называют фосфатированием. По­лучаемые при этом пленки прочнее оксидных.

• Электрохимическая защита — защита металлов от коррозии при помощи протекторов. Протекторы применяют для защиты конструкций, соприкасающихся с электролитом. Протекторы. — пластины из металла, имеющего в данной среде меньший элек­тродный потенциал, чем потенциал основного металла. Протекто­ры прикрепляют к поверхности защищаемого изделия, в результа­те образуется гальваническая пара, в которой анодом является протектор, а катодом — изделие. В таких условиях протектор будет постепенно разрушаться, защищая основной металл. После полного разрушения протектор заменяют. Таким способом за­щищают, например, подводные части морских судов, прикрепляя к ним цинковые протекторы.

• Катодную защиту применяют для защиты подземных метал­лических сооружений (трубопроводов, кабелей и др.), которые присоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а положительный полюс заземляют.

• Следует заметить, что значительное повышение антикорро­зионных свойств сталей достигается введением в их состав неко­торых легирующих элементов. При оптимальном сочетании таких элементов можно создать композиции, практически не корроди­рующие в данной среде. Так, сталь, содержащая 12 % хрома, коррозионно-стойкая в атмосфере и других средах. Введение в сталь никеля повышает ее кислотостойкость, дополнительная присадка меди повышает антикоррозионность в кислых средах при повы­шенных температурах.

Раздел 5. Основные способы обработки металлов и сплавов.

Тема 5.1.Понятие о литейном производстве.

Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения. Продукция литейного производства — отливки, могут быть как готовыми деталями, так и заготовками для последующей обработки в механических цехах. В последнем случае на отливках (литых заготовках) предусматриваются при­пуски на обработку. Припуск — это часть металла, который сни­мается в процессе обработки отливки на металлорежущих станках.

Сущность литейного производства заключается в том, что расплавленный металл определенного химического состава заливают в специальную литейную форму, в которой он при охлаждении затвердевает и потом сохраняет очертания этой формы, т.е. конфигурацию пи размеры будущей детали.

В современных машинах масса отливок составляет около 50 % от их общей массы. Широкое использование отливок обусловлено рядом преимуществ литейного производства: возможностью по­лучения разнообразных по массе и конфигурации фасонных отли­вок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов; сравнительной простотой и невысокой стоимостью изготовления литых заготовок; возможностью максимального приближения размеров и формы заготовок к готовым деталям; высоким коэффициентом исполь­зования металла.

Толщина стенок отливок колеблется в довольно широких пределах — от 0,5 до 500 мм, масса — от нескольких граммов до нескольких сот тонн.

Литьем можно получать отливки как простой, так и доста­точно сложной формы, которые невозможно получить другими технологическими методами: поршни и блоки цилиндров дви­гателей внутреннего сгорания, рабочие колеса центробежных насосов, лопатки турбин, станины металлорежущих станков, кузнечных прессов и др.

Основные задачи литейного производства: повышение раз­мерной точности отливок и снижение припусков на обработку; повышение производительности и улучшение условий труда; экономия материальных и топливно-энергетических ресурсов; более широкое использование в производстве цветного литья вторичного сырья.

Литейное производство — это технологический процесс по­лучения металлических заготовок (отливок) путем заливки рас­плавленного металла в специально приготовленные формы. Сис­тема каналов, через которые литейная форма заполняется жидким металлом, называется литниковой системой.

Литейные формы могут использоваться только один раз или многократно. В связи с этим различают разовые и постоянные формы. Разовые формы разрушаются при извлечении из них от­ливок. Они могут быть изготовлены из песчано-глинистых, пес- чано-смоляных и песчано-керамических формовочных смесей, выполняются они объемными (большой толщины) или оболочко­выми (небольшой толщины). Постоянные формы, обычно выпол­ненные из металла, выдерживают многократную заливку (от сотни до тысячи раз).

В литейном производстве применяются сплавы, обладающие высокими литейными качествами: высокой жидкотекучестью, небольшой усадкой, небольшой ликвацией и малым газопогло­щением. Основными литейными сплавами являются чугуны и стали, которые используются наиболее широко, а также брон­зы, латуни, сплавы магния и цинка. Масса чугунных отливок составляет около 75 % от общего объема производимого литья, а стальных — более 20 %.

Приготовление литейных сплавов связано с процессом плавле­ния различных материалов. Для выплавки чугуна и стали в ка­честве исходных материалов (шихты) используют литейные или передельные чугуны, чугунный или стальной лом, отходы соб­ственного производства (литники, бракованные отливки, при­были ) и ферросплавы; цветных сплавов — как первичные металлы и сплавы, производимые на металлургических заводах, так и вто­ричное сырье, полученное переплавкой цветного лома.

В литейном производстве широко применяют индукционные высокочастотные печи, позволяющие регулировать состав газовой атмосферы или создавать вакуум, индукционные печи промыш­ленной частоты, электрические дуговые печи и печи сопротивле­ния. Для плавки чугуна применяют также вагранки, представ­ляющие собой шахтные печи, выложенные изнутри огнеупорным кирпичом. Производительность вагранок от 1 до 20 т/ч. В них переплавляется более 80 % чугуна для производства отливок. В зависимости от масштабов производства, размеров и форм отливки могут быть получены различными способами. Основными являются литье в песчано-глинистые формы, литье по выплав­ляемым моделям, в постоянные металлические формы (литье в ко­киль) и в оболочковые формы, литье под давлением и центробеж­ное литье.