การจำแนกวิธีฟื้นฟูชิ้นส่วนและลักษณะเฉพาะ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ปัจจุบัน วิศวกรกำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อสร้างใหม่และปรับปรุงวิธีการฟื้นฟูชิ้นส่วนแบบดั้งเดิม และมีเหตุผลเชิงวัตถุสำหรับสิ่งนี้ ประการแรก ในบางกรณี การผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่จากเหล็กราคาแพงมีราคาแพงกว่าในแง่ของทรัพยากร และประการที่สอง องค์กรก็ไม่มีความสามารถทางเทคโนโลยีในการผลิตชิ้นส่วนใหม่ที่ซับซ้อน รูปร่างและข้อกำหนดทางเทคนิค

องค์กรที่ดำเนินการอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและมีราคาแพง (เช่น รถบรรทุกขุดสำหรับงานหนัก) มีความสนใจที่จะปรับปรุงวิธีการต่างๆ ในการกู้คืนชิ้นส่วนที่สึกหรอ

บทบัญญัติทั่วไป

วิธีการคืนสภาพชิ้นส่วนทั้งหมดมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพและลักษณะดั้งเดิมของผลิตภัณฑ์ขึ้นใหม่ ในกระบวนการทำงานถูพื้นผิวของคู่แรงเสียดทานสามารถสึกหรอได้ (อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงขนาด) พัง (เป็นผลมาจากการสะสมของความเค้นเมื่อยล้าภายใต้ภาระที่สลับกันบ่อยๆ) ได้รับความเสียหายทางกลและเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและทางกล ความเสียหายประเภทอื่นระหว่างการใช้งานคือการละเมิด (ความเสียหาย) ของสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและความทนทานต่อการสึกหรอ

วิธีการและวิธีการคืนสภาพชิ้นส่วนนั้นมีความหลากหลายมาก อย่างไรก็ตาม การสึกหรอของชิ้นส่วนเครื่องจักรอาจมีผลที่ตามมาและกลไกการก่อตัวและสาเหตุที่แตกต่างกัน เมื่อเลือกเทคโนโลยีเฉพาะสำหรับการฟื้นฟูพื้นผิวที่สึกหรอ วิศวกรต้องพิจารณาก่อนว่าผลิตภัณฑ์ควรมีคุณสมบัติ (ทางกลและทางกายภาพ) อย่างไร

ดังนั้น ในบางกรณี จำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูงสุดของโครงสร้างและความยืดหยุ่นเมื่อยล้า บางครั้งองค์ประกอบทางเคมีของชั้นผิวมีความสำคัญซึ่งทำให้สามารถเพิ่มความต้านทานความร้อน, ความเปราะบางสีแดง (ความเปราะเย็น) ความต้านทานต่อสื่อที่ก้าวร้าวดังนั้นในแต่ละกรณีจึงควรให้ความสำคัญกับวิธีการคืนสภาพชิ้นส่วนที่ สามารถตอบสนองทุกความต้องการ ข้อกำหนดทางเทคโนโลยีและการออกแบบพิเศษยังรวมถึงความสมบูรณ์ (ไม่มีรูพรุน รอยแตกขนาดเล็ก การรวมที่ไม่ใช่โลหะ) มวลขององค์ประกอบโครงสร้างแต่ละรายการและผลิตภัณฑ์โดยรวม ตัวบ่งชี้ความหยาบ สมบัติเชิงกล (ความแข็งและความแข็งระดับไมโคร) ความเป็นไปได้ของการตัดเฉือน และความดัน (การชุบแข็งเพิ่มเติมเนื่องจากชั้นผิวเสียรูปและการชุบแข็ง) ความแม่นยำของการเบี่ยงเบนทางเรขาคณิตของพื้นผิวและรูปร่าง

การจำแนกวิธีการคืนค่าชิ้นส่วนตามประเภทของข้อบกพร่องที่จะกำจัด

วิธีการกู้คืนที่หลากหลายขึ้นอยู่กับลักษณะของข้อบกพร่อง มักจะแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

• ตัดและโลหะ;
• งานเชื่อมและบัดกรี
• พลาสติกเสียรูป;
• ฟิวชั่น;
• การแพร่กระจายของโลหะและการสปัตเตอร์;
• เทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้า
• การอบชุบด้วยสารเคมี (CHT) เช่นเดียวกับการอบชุบด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม
• การใช้วัสดุผสม

การจำแนกประเภทวิธีการกู้คืนขึ้นอยู่กับลักษณะของผลกระทบต่อชิ้นส่วน

ตามหลักการนี้ การดำเนินการกู้คืนทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• กำลังดำเนินการโดยไม่ลบค่าเผื่อ;
• ตัดเฉือนชิ้นส่วนพร้อมเอาวัสดุออก
• ปฏิบัติการทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบและวัสดุไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

การจำแนกประเภทที่มีรายละเอียดมากขึ้นของกลุ่มที่อยู่ในรายการนั้นเหมาะสมแล้ว เนื่องจากแต่ละกลุ่มมีวิธีการประมวลผลหลายวิธีโดยใช้อุปกรณ์และหลักการที่แตกต่างกันมาก ในบางกรณี การทำซ้ำในชื่อของวิธีการคืนค่าชิ้นส่วนนั้นสามารถทำได้ เนื่องจากวิธีหนึ่งสามารถนำไปใช้กับหลาย ๆ วิธีได้พร้อมกันกลุ่ม

การบูรณะโดยไม่ถอนเบี้ยเลี้ยง:

• การชุบแข็งและขึ้นรูปโดยการเปลี่ยนรูปพลาสติกเย็นและร้อน สอบเทียบ
• เคมีบำบัดความร้อน (ดำเนินการเพื่อเพิ่มความแข็ง ปรับปรุงประสิทธิภาพ);
• การรักษาความร้อน (เพิ่มความแข็ง ขจัดความเครียดที่เป็นอันตราย และอื่นๆ)

วิธีการคืนส่วนที่สึกหรอที่เกี่ยวข้องกับการนำชั้นของวัสดุออก:

• เครื่องจักร;
• การประมวลผลทางไฟฟ้า;
• วิธีรวมกัน

กลุ่มย่อยสุดท้ายรวมถึงวิธีการที่อนุญาตให้ใช้ชั้นป้องกันเพิ่มเติมของวัสดุกับพื้นผิวของชิ้นส่วน วิธีการกู้คืนหลักสำหรับชิ้นส่วนที่เคลือบ ได้แก่:

• การสะสมของการเคลือบโลหะและอโลหะในเตาหลอม (การทำให้เป็นโลหะ การพ่น การเคลือบผิว และอื่นๆ);
• วิธีการเคลือบด้วยไฟฟ้า (อ่างชุบโลหะด้วยไฟฟ้า วิธีจุดประกายไฟ และอื่นๆ)

ลักษณะของงานโลหะและการบูรณะทางกล

วิธีการฟื้นฟูและชุบแข็งชิ้นส่วนนี้ใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องได้รับขนาดการซ่อมแซมใหม่หรือเก่าของผลิตภัณฑ์ รวมทั้งเมื่อจำเป็นต้องติดตั้งองค์ประกอบใหม่ของผลิตภัณฑ์วิศวกรรมที่ได้รับการฟื้นฟู. ดังนั้นการแปรรูปเครื่องกลและช่างทำกุญแจสามารถทำหน้าที่เป็นการดำเนินการระดับกลางมีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมพื้นผิวสำหรับการใช้งานและการพ่นสารเคลือบแข็งเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่แล้ว การตัดถือเป็นขั้นสุดท้ายและมุ่งเป้าไปที่การแก้ไขรูปร่างและข้อบกพร่องของพื้นผิวที่เกิดขึ้นด้วยเหตุผลใดก็ตาม เหตุผลดังกล่าวอาจทำให้ชิ้นส่วนและช่องว่างเสียรูปของพื้นผิวและปริมาตรเพื่อให้มีความแข็งแรงมากขึ้นและมีลักษณะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด ผิวของผงโลหะและอิเล็กโทรด เป็นต้น

การประมวลผลตามขนาดควรให้แน่ใจว่าข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีและการออกแบบทั้งหมด: ความสะอาดและความขรุขระของพื้นผิว ค่าและขนาดของช่องว่างหรือการรบกวน (หากลงจอดโดยมีการรบกวนพอดี) การเบี่ยงเบนของรูปทรงเรขาคณิต, และอื่นๆ

วิศวกรตัดสินใจเลือกวิธีการทางกลอย่างใดอย่างหนึ่งในการฟื้นฟูชิ้นส่วน โดยคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ หลายประการ ดังนั้น หากระดับการสึกหรอของชิ้นส่วนมีขนาดใหญ่มาก ก็ควรติดตั้งชิ้นส่วนซ่อมเพิ่มเติม ในกรณีนี้ การขัดผิวด้วยการประมวลผลที่ตามมาจะมีราคาสูงกว่ามากและต้องการคุณสมบัติที่สูงมากจากนักแสดง บูชและอะแดปเตอร์ทุกชนิดทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนดังกล่าว

ลักษณะการบูรณะชิ้นส่วนโดยการเสียรูปพลาสติก

การเสียรูปใช้เพื่อเปลี่ยนรูปร่างและขนาดเรขาคณิตของชิ้นส่วน และเพื่อปรับปรุงลักษณะการทำงานของพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ (ตัวบ่งชี้ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ)

รูปร่างที่เปลี่ยนไปทุกอย่างชัดเจน:เมื่อมีการโหลดวัตถุที่มีนัยสำคัญกับวัตถุที่เป็นของแข็งแล้วจึงนำออก การเสียรูปที่เหลือจะคงอยู่ วิธีการคืนค่าชิ้นส่วนเครื่องจักรนี้ใช้ในทางปฏิบัติหากจำเป็นต้องจัดตำแหน่งผลิตภัณฑ์ที่เสียหายเนื่องจากการชนกัน งานประเภทนี้มีทั้งงานตัวถังบนรถที่เกิดอุบัติเหตุและการยืดเหล็กแผ่นหนา บ่อยครั้งที่ความจำเป็นในการบำบัดด้วยแรงดันเกิดขึ้นหลังจากการเชื่อม: เมื่อใช้รอยต่อ โซนท้องถิ่นบางแห่งจะร้อนมาก ซึ่งนำไปสู่การขยายตัวเชิงเส้นขององค์ประกอบบางอย่างของโครงสร้างรอย ในระหว่างการทำความเย็น กระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น - ขนาดลดลงซึ่งนำไปสู่การบิดเบี้ยวและการละเมิดรูปทรงเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ดังนั้น หากมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการเบี่ยงเบนของรูปร่างและการออกแบบ จะต้องผ่านการบำบัดด้วยแรงกดเพื่อแก้ไขข้อบกพร่อง

นอกจากนี้ การบำบัดด้วยแรงดันยังสามารถใช้เพื่อชุบแข็งพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการฟื้นฟู เช่น หลังจากการชุบผิวหรือหลังจากการตัดค่าเผื่อทางกลออกจากชิ้นส่วนโดยการตัด การชุบแข็งโดยการเปลี่ยนรูปเป็นวิธีคืนสภาพชิ้นส่วนที่ค่อนข้างหายาก ทางเลือกในการสนับสนุนเทคนิคนี้หายากมาก เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์ที่ค่อนข้างแพงในการชุบแข็งโดยการเสียรูปของพลาสติกที่พื้นผิว เป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐกิจที่จะซื้อเครื่องจักรดังกล่าวเพื่อใช้เป็นบางครั้งในกรณีที่จำเป็นต้องบูรณะ

แก่นแท้ของการชุบแข็งความเครียด ฟิสิกส์กระบวนการ

เมื่อชั้นผิวผิดรูปจะปรับปรุงคุณภาพอะไร? คำถามที่ดี. คำตอบอยู่ในทฤษฎีการแผ่รังสีของโครงสร้างอะตอมของสารที่เป็นผลึก

นักวิทยาศาสตร์สามารถพิสูจน์ได้ว่าความแข็งแกร่งนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนของข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึก ตามการคำนวณ เกลียวโลหะบาง ๆ ที่ทำจากเหล็กบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีจุดและข้อบกพร่องของโครงสร้างเชิงเส้นสามารถทนต่อการรับน้ำหนักมหาศาล อย่างไรก็ตาม วัตถุจริงมักมีข้อบกพร่อง ดังนั้นความแข็งแรงในการรับน้ำหนักของลวดดังกล่าวภายใต้สภาวะจริงจึงค่อนข้างเล็ก แต่เมื่อจำนวนข้อบกพร่องเพิ่มขึ้นปรากฏการณ์ที่ขัดแย้งกันก็เกิดขึ้น - ลักษณะความแข็งแรงจะดีขึ้น เนื่องจากข้อบกพร่องจำนวนมากทำให้เกิดอุปสรรคสำหรับการเคลื่อนไหวและออกไปที่พื้นผิวของเมล็ดพืช กล่าวคือ ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดความเครียด

ผลการชุบแข็งของการบำบัดด้วยแรงกดขึ้นอยู่กับสิ่งนี้: ในระหว่างการเปลี่ยนรูป ข้อบกพร่องจำนวนมากเกิดขึ้นภายในเมล็ดพืช ในกรณีนี้ เมล็ดพืชเองก็มีรูปร่างที่มีลักษณะเฉพาะ - พื้นผิวที่เรียกว่า ควรสังเกตว่าวิธีนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความแข็งแรงและต้านทานการสึกหรอ แต่ยังลดความหยาบของพื้นผิวกลึงด้วย

วิธีการคืนสภาพชิ้นส่วนโดยพื้นผิว

วิธีนี้เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการกู้คืนขนาดเดิมของชิ้นส่วน เหตุผลก็คือความถูกและความเรียบง่ายสัมพัทธ์ หากต้องการคืนค่ารูปทรงของผลิตภัณฑ์ คุณจะต้องเชื่อมเท่านั้นเครื่องมือและวัสดุที่จำเป็นสำหรับการปูผิวทาง

ในกรณีที่ขนาดหักมาก จะใช้พื้นผิวรวมที่เรียกว่า สาระสำคัญมีดังนี้: ขั้นแรกใช้เหล็กธรรมดาหรือเหล็กหล่อโดยใช้ความร้อนจากเปลวไฟแก๊สหรือไฟฟ้าอาร์ค จากนั้นพื้นผิวอาร์กไฟฟ้าของโลหะผสมที่แข็งแรงพร้อมชุดคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่ดี คุณภาพพื้นผิวหลังการเคลือบผิวสามารถอธิบายได้ว่าไม่น่าพอใจ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีค่าเผื่อ การดำเนินการนี้สามารถทำได้บนเครื่องกลึง เครื่องกัด หรือเครื่องคว้าน อนุญาตให้ใช้เครื่องมือสกัดและขัดได้ (หากวัสดุที่ฝากไว้แข็งมาก)

วิธีกัลวานิกในการฟื้นฟูชิ้นส่วน

เมื่อพิจารณาถึงการจัดประเภทวิธีการฟื้นฟูชิ้นส่วนแล้ว ก็คงไม่ต้องพูดถึงการชุบด้วยไฟฟ้า วิธีนี้เป็นเรื่องธรรมดามาก อ่างชุบโลหะด้วยไฟฟ้าได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในอุตสาหกรรมมาช้านานแล้ว และมีการใช้อย่างแข็งขันทั้งในโรงงานผลิตและในห้องปฏิบัติการวิจัย ขอบเขตการใช้งานนั้นกว้างขวางอย่างไม่น่าเชื่อ: ตั้งแต่การเคลือบตกแต่งไปจนถึงวัสดุแกะสลัก

ตามกฎแล้ว วิธีนี้ใช้ได้กับพื้นผิวที่เสียดสีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เนื่องจากความหนาของสารเคลือบที่ใช้โดยวิธีกัลวานิกมีขนาดเล็กมาก นอกจากการฟื้นฟูขนาดที่กำหนดแล้ว สารเคลือบดังกล่าวยังทำหน้าที่เป็นฟิล์มป้องกันและป้องกันการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันของวัสดุได้

ข้อดีของวิธีนี้คือเป็นไปได้ได้สารเคลือบโดยใช้วัสดุที่หลากหลาย: นิกเกิล โครเมียม อลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง เงิน ทอง และอื่น ๆ ดังนั้นการชุบด้วยไฟฟ้าจึงถูกใช้ในหลายภาคส่วนของเศรษฐกิจของประเทศ

ลักษณะของวิธีการรักษาด้วยความร้อนและเคมี-ความร้อนในการฟื้นฟูผลิตภัณฑ์

เป็นการยากที่จะพูดเกินจริงถึงบทบาทของการรักษาความร้อนโดยทั่วไปในด้านวิศวกรรมเครื่องกล และในด้านการฟื้นฟูชิ้นส่วนโดยเฉพาะ ช่วยให้คุณได้รับคุณสมบัติการทำงานที่จำเป็น (ความต้านทานการสึกหรอ ความแข็ง) และเทคโนโลยี (ความสามารถในการแปรรูป การนำความร้อน)

เคมี-ความร้อนบำบัดเป็นอีกประเด็นหนึ่ง ในกระบวนการบำบัดด้วยสารเคมีต่างจากการรักษาความร้อนแบบดั้งเดิม ผลิตภัณฑ์ต้องอยู่ภายใต้อุณหภูมิไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังต้องเกิดปฏิกิริยาเคมีกับอะตอมและไอออนของสารอื่นๆ ด้วย อะตอมจะกระจายตัวไปถึงระดับความลึกระดับหนึ่ง จึงทำให้องค์ประกอบทางเคมีของชั้นผิวเปลี่ยนไป คุณสมบัติของชั้นการแพร่กระจายนั้นแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (ให้ดีขึ้น) จากวัสดุดั้งเดิม ดังนั้นการกัดเซาะ (ความอิ่มตัวของอะตอมโบรอน) และการคาร์บูไรซิ่ง (ความอิ่มตัวของคาร์บอนอะตอม) จะเพิ่มความแข็งอย่างมากและช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี ในทางปฏิบัติ ซิลิกอน ไนโตรเจน อะลูมิเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ ก็ถูกใช้เป็นองค์ประกอบอิ่มตัวเช่นกัน

สรุป

คำอธิบายข้างต้นเกี่ยวกับวิธีการคืนค่าชิ้นส่วนนั้นไม่ครบถ้วนสมบูรณ์ มีการนำเสนอเฉพาะวิธีการพื้นฐานและทั่วไปเท่านั้น โดยรวมแล้วยังมีอีกมาก ยิ่งกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกก็มีความสม่ำเสมอกำลังทำงานเกี่ยวกับการสร้างใหม่และการปรับปรุงวิธีการเคลือบและฟื้นฟูมิติทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนที่เป็นที่รู้จักอยู่แล้ว