Изготовления поршневых

, Титановые сплавы хорошо поддаются горячей пластической деформации (в интервале 800— 1000°С), которая является основным методом изготовления полуфабрикатов. Отливка титановых сплавов крайне затруднительна, так как титан в расплавленном состоянии поглощает кислород, азот и водород и взаимодействует с формовочными материалами.

Никель, предназначенный для изготовления полуфабрикатов, подвергается переплавке в электрических печах. Во время переплавки происходит незначительное обогащение никеля примесями за счет перехода в расплавленный металл; некоторых элементов из футеровки и применения раскислителей, дегазаторов и десульфураторов.

Очень часто конечной операцией изготовления полуфабрикатов или деталей из титановых сплавов является химическое травление (листы, ленты, трубы, проволока, штамповка и пр.) с целью удаления газонасыщенного слоя. Оно в значительной степени определяет уровень усталостной прочности. Наиболее часто применяемая операция обработки большинства листов, труб и других профилей — кислотное травление. В результате такой обработки циклическая прочность снижается на 20—40 % [ 173], Наибольшее влияние травления на усталость наблюдается у высокопрочных сплавов, наименьшее —у технически чистого титана. Заметное снижение усталостной прочности титана происходит при других видах химической обработки, например после электрохимической обработки (ЭХО). В настоящее время находит все более широкое применение ряд новых видов электрохимической и электрогидравлической обработки поверхности металлов. Влияние этих видов "обработки (как финишной) на усталостную прочность титановых сплавов мало изучено. Как правило, после таких видов обработки на поверхности металла образуются тонкие наводороженные слои, что для титановых сплавов нежелательно. Электрогидравлическая обработка поверхности (электроразрядная, электроимпульсная, электроискровая) —один из новых технологических видов очистки отливок, штамповок и других "черных" поверхностей заготовок. Эта поверхностная обработка сопровождается комплексом физико-химических и механических воздействий на металл [174]. Для титановых сплавов она благоприятна, по-видимому, вследствие сильного поверхностно/о наклепа и образования сжимающих напряжений у поверхности.

вес и объем их производства, а также характеристики различных систем и механизмов, скорости и мощности двигателей, рабочие температуры и т. д. Развитие конструкционных материалов, технологических процессов их получения и изготовления полуфабрикатов из них представляет собой достаточно инерционную систему, позволяющую правомерно экстраполировать значения параметров на период 10—15 лет. Проведенные исследования показали, что за пределами этого срока экстра-поляционные методики в области прогнозирования конструкционных материалов могут привести к недостоверным результатам, так как за это время возможны качественные скачки — возникновение принципиально новых направлений развития.

Один из таких автоклавов, применявшийся для изготовления полуфабрикатов в виде профилей различного сечения из боралю-миниевого композиционного материала, описан в работе [186]. Этот автоклав, способный развивать давление до 17,5 кгс/см2, снабжен приспоблением, позволяющим вдвигать в него и выдвигать из него печь. Рабочее пространство печи таково, что в ней можно обрабатывать заготовки размерами 1500x1800 мм. Печь имеет шесть зон нагрева, каждая из которых регулируется по самостоятельной программе, обеспечивающей заданный температурный режим по скорости нагрева, температуре и времени выдержки. Печь снабжена 24 термопарами. Шесть из них используются для регулирования и контроля цикла нагрева, а остальные — для контроля температурного поля во всем рабочем пространстве печи. Оснащенная термопарами и загруженная заготовками печь вдвигается в автоклав, автоклав герметизируется и ваку-умируется до давления 1х10~2 мм рт. ст., заполняется аргоном и снова вакуумируется. Эта операция повторяется до 3 раз. Затем в автоклаве создается давление до 17,5 кгс/см2 и включается нагрев печи. Скорость нагрева при изготовлении полуфабрикатов из боралюминиевого композиционного материала составляла ~ 18° С/мин, а максимальная температура 554—571° С. После выдержки при указанной температуре изделие охлаждалось в автоклаве под давлением до температуры 150° С.

В работах [1, 2J приведены обычные кривые усталости ст — N (при заданной амплитуре напряжения) нескольких сплавов при температурах 295, 76 и 4 К. В работе [3] имеются кривые усталости при низких температурах при заданной амплитуде перемещения. Эти результаты получены при испытании круглых гладких или надрезанных образцов, где время до появления трещины значительно. В зависимости от уровня напряжения оно составляет до 90 % долговечности образца. Однако во многих крупных конструкциях трещины имеются (или предполагается, что они есть) еще до начала эксплуатации. Они могут появиться в процессе изготовления полуфабрикатов или при сборке. В таких случаях долговечность конструкции определяется только скоростью распространения трещины (da/dN). Знание этой характеристики необходимо для точной оценки ресурса.

_ Е. С. Шпичинецпий. ЛАТУНЬ ЛИТЕЙНАЯ — латунь, пред-назнач. для изготовления полуфабрикатов и фасонных деталей методом литья. Л. л. содержат 50—81% Си. В качестве легирующих элементов применяются алюминий, марганец, железо, кремний, олово и свинец. Л. л. отличаются высокими литейными св-вами и коррозионной стойкостью. Большинство из них имеют хорошие антифрикц. св-ва и в ряде случаев являются полноценными заменителями оловянистых бронз. По ГОСТ 1019—47 изготовляется 10 марок Л. л. (табл. 1). Для произ-ва отливок

Гексагональное строение кристаллич. решетки магния и его сплавов обусловливает нек-рые особенности процесса деформации и св-в получаемых полуфабрикатов. При комнатной темп-ре скольжение в кристаллич. решетке магния происходит только по одной плоскости базиса гексагональной призмы, чем объясняется низкая пластичность сплавов при этой темп-ре. Поэтому все операции обработки давлением производятся в нагретом состоянии. В процессе деформации при темп-pax выше 200— 225° появляются дополнит, плоскости скольжения и пластичность магния и его сплавов резко повышается. При листовой штамповке, гибке и правке заготовки нагревают (в зависимости от степени деформации и марки сплава) до 250—400°, а инструмент — до 150—300°. Благодаря ограниченному числу плоскостей скольжения гексагональной решетки магния и пониженной скорости протекающих в ней диффузионных процессов пластичность магния и его сплавов в значит, степени зависит от скорости деформации. Поэтому обработка давлением (прокатка и прессование) большинства сплавов производится с небольшой скоростью, а для ковки и штамповки вместо молотов применяют гид-равлич. или механич. прессы. В процессе деформации плоскость базиса кристаллич. решетки магния и его сплавов располагается под небольшим углом к направлению деформации. Этим объясняется наличие определенной ориентировки кристаллич. структуры деформированных полуфабрикатов и анизотропия механич. св-в. Степень и характер анизотропии зависят от темп-ры и технологии изготовления полуфабрикатов. В табл. приведены приме-

наличием в алюминиевой основе равномер-во распределенной мелкодисперсной тугоплавкой окиси алюминия (второй фазы), к-рая при высоких темп-pax не входит в диффузионное взаимодействие с основой. Полуфабрикаты из САП обладают высокой коррозионной стойкостью, равной коррозионной стойкости чистого алюминия. Они рекомендуются для кратковременной работы при темп-pax окружающего потока до 1000° и для длительной работы при 300—550°. Для изготовления полуфабрикатов из САП применяется алюминиевый порошок марок АПС (табл. 1).

Порошок приготовляется из пульвери-зата, полученного распылением жидкого алюминия, путем размола его в шаровых мельницах с контролируемым содержанием кислорода, до чешуек (пластинок) с размерами по толщине 0,5—-1 мк, по длине и ширине 10—30 мк. В целях повышения насыпного веса чешуйки (пудра) подвергаются комкованию (склеиванию в конгломерат) в алюминиевый порошок до размеров 50—100 мк. Технология изготовления полуфабрикатов из САП включает операцию брикетирования порошка, спекания и деформирования по режимам, близким к режимам деформирования обычных алюминиевых сплавов. Из САП-1 и САП-2 изготовляются листы, прутки, трубы, профили, заклепочная проволока, фольга толщиной до 0,03 мм, штамповки сложных

После комкования порошок (табл. 64) пригоден для изготовления полуфабрикатов.

Перлитным чугун, содержащий повышенное количество фосфора (0,3—0,5 0«), используют для изготовления поршневых колеи. Высокая износостойкость колец обеспечивается металлической основой, состоящей из топкого перлита и равномерно распределенном фосфидной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

В табл. 26 приведены результаты исследования химического состава металла двух поршневых пальцев без трещин и трех— с трещинами (анализу подвергали нецементованный участок металла). На всех трех пальцах с трещинами , обнаружено высокое содержание углерода (0,81— 0,84%) в основном металле. Обычно для изготовления поршневых пальцев используют цементуемую сталь 20Х. В результате исследования выяснилось, что в данном случае дефекты возникли из-за отклонения от химического состава материала, предусмотренного технологией.

j"" «Поршневые кольца изготовляются из графитовых болванок на жЭТаллорежущих станках, при этом допуски могут быть таки-> ми же, как и для металлов.Шроцесс изготовления поршневых ^графитовых колец слагаеТе1Гиз следующих операций. \ Расточка заготовки по внутреннему диаметру и обточка по внешнему диаметру с соответствующими припусками (рекомендуемые подачи 0,1—0,2 мм/об и глубина резания 2—3 мм^ На станках, не оборудованных вытяжкой, число оборотов патрона составляет для обычного графита 200—300 в минуту, а для графита, пропитанного металлом, — до 400—500 в минуту. С увеличением скорости резания создается воздушный вихрь, который разносит пыль по цеху, ухудшая санитарно-гигиенические условия труда.

Что же касается возникшего психологического барьера, то его можно преодолеть, например, следующим образом. В современных условиях наиболее эффективным способом изготовления заготовки поршневого пальца является метод пластической деформации. Именно этот прогрессивный способ изготовления поршневых пальцев целесообразно отразить в стандарте, допустив в качестве временного (на определенный срок) изготовление поршневых пальцев из трубы и полностью запретив использование круглого проката. В стандарте следует предусмотреть рекомендуемые марки металлов и наиболее эффективные способы термической и термохимической обработки, точность изготовления и чистоту поверхности, а также требования к консервированию и упаковке готовых пальцев. Внедрять технологическую стандартизацию следует планомерно и умело, привлекая для этого, прежде всего, ведущих конструкторов и технологов, которые уже осознали важную роль технологической стандартизации в прогрессе современного машиностроения.

После подбора поршней необходимого диаметра и массы устанавливают поршневые кольца. Последние должны быть чистыми, без рисок, заусенцев и забоин, острые углы должны быть затуплены. Требования к точности изготовления поршневых колец стандартизованы.

Способы изготовления поршневых колец различаются в основном по принципу формообразования. Кольцам в свободном состоянии придают такую форму, чтобы, будучи заложенными в цилиндр номинального диаметра, они давали желательное распределение давлений на стенки цилиндра по его окружности [6, 9, 10, 41].

Материал. Поршневые диски всех типов обычно выполняются стальными литыми; для быстроходных паровозов (серии 2-3-2 Коломенского завода) диски иногда изготовляются из углеродистой или легированной стальной поковки с последующей механической обработкой; не исключена также возможность изготовления поршневых дисков и путём штамповки. При применении втулок из легированного чугуна кольца изготовляются из того же материала. В табл. 2 указаны материалы для

Поршневые кольца. Поршневые кольца должны возможно меньше изнашивать цилиндр молота, хорошо пружинить и прирабатываться к цилиндру, обладать большой прочностью, вязкостью и пластичностью. Поэтому материалом для изготовления поршневых колец паро-воздушных штамповочных молотов служит сталь. Применять кольца, изготовленные из чугуна, здесь не следует, так как они быстро разрушаются при ударах, что нередко приводит к серьезным повреждениям (задирам) стенок цилиндра.

Химический состав сталей, применяющихся для изготовления поршневых колец паро-воздушных молотов, приведен в табл. 277.

Термическая обработка об е-чаекдля изготовления поршневых к о л е ц из стали 25:

277. Химический состав сталей, применяющихся для изготовления поршневых колец паро-воздушных молотов