تصنيف طرق استعادة الأجزاء وخصائصها

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

حاليًا ، يعمل المهندسون بنشاط لإنشاء طرق جديدة وتحسين الأساليب التقليدية لاستعادة الأجزاء. وهناك أسباب موضوعية لذلك: أولاً ، في بعض الحالات ، يكون تصنيع منتجات جديدة من الفولاذ باهظ التكلفة أكثر تكلفة من حيث الموارد ، وثانيًا ، لا تمتلك المؤسسة ببساطة القدرة التكنولوجية لإنتاج أجزاء جديدة معقدة في الشكل والمتطلبات الفنية.

المنظمات التي تشغل معدات معقدة ومكلفة (على سبيل المثال ، شاحنات التعدين الثقيلة) مهتمة بتحسين الطرق المختلفة لاستعادة الأجزاء البالية.

أحكام عامة

تهدف جميع طرق استعادة الأجزاء إلى تجديد خصائص الأداء والخصائص الأصلية للمنتج. في عملية العمل ، فركيمكن أن تتآكل أسطح أزواج الاحتكاك (نتيجة لذلك تتغير أبعادها) ، وتنهار (نتيجة لتراكم ضغوط الإجهاد تحت الأحمال المتناوبة المتكررة) ، وتتعرض لأضرار ميكانيكية ، وتغير خواصها الفيزيائية والميكانيكية. نوع منفصل من الضرر أثناء التشغيل هو انتهاك (تلف) الطبقة الواقية المضادة للتآكل والمقاومة للاهتراء.

طرق وأساليب استعادة الأجزاء متنوعة للغاية. ومع ذلك ، فإن تآكل أجزاء الماكينة يمكن أن يكون له عواقب مختلفة وآلية مختلفة للتشكيل والأسباب. عند اختيار تقنية معينة لترميم الأسطح البالية ، يجب على المهندس أولاً وقبل كل شيء مراعاة الخصائص (الميكانيكية والفيزيائية) التي يجب أن يمتلكها المنتج.

لذلك ، في بعض الحالات ، من الضروري تحقيق أقصى قوة إجهاد للهيكل والمرونة. في بعض الأحيان يكون التركيب الكيميائي للطبقة السطحية أمرًا بالغ الأهمية ، مما يجعل من الممكن زيادة مقاومة الحرارة ، وهشاشة حمراء (هشاشة باردة) ، ومقاومة للوسائط العدوانية ، لذلك ، في كل حالة محددة ، يجب إعطاء الأفضلية لطريقة استعادة الأجزاء التي يمكن أن تلبي جميع المتطلبات. تشمل المتطلبات التكنولوجية والتصميمية الخاصة أيضًا السلامة (عدم وجود المسام ، والشقوق الدقيقة ، والشوائب غير المعدنية) ، وكتلة العناصر الهيكلية الفردية والمنتج ككل ، ومؤشرات الخشونة ، والخصائص الميكانيكية (الصلابة والصلابة الدقيقة) ، وإمكانية المعالجة بالقطع والضغط (تصلب إضافي بسبب تشوه الطبقة السطحية وتصلب) ، دقة الانحرافات الهندسية للأسطح والأشكال.

تصنيف طرق استعادة الأجزاء حسب نوع العيوب المراد إزالتها

عادةً ما يتم تقسيم مجموعة طرق الاسترداد الكاملة ، اعتمادًا على طبيعة العيوب ، إلى المجموعات التالية:

• تقطيع وتشغيل المعادن
• لحام ولحام
• تشوه بلاستيك
• اندماج ؛
• انتشار المعدنة والخرق ؛
• تكنولوجيا الطلاء الكهربائي ؛
• المعالجة الحرارية الكيميائية (CHT) وكذلك المعالجة الحرارية التقليدية ؛
• استخدام المواد المركبة

تصنيف طرق الاسترداد اعتمادًا على طبيعة التأثير على الجزء

وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تقسيم جميع عمليات الاسترداد إلى ثلاث مجموعات:

• معالجة بدون إزالة البدلات ؛
• قطع غيار الآلات مع إزالة المواد ؛
• العمليات التكنولوجية المرتبطة بتطبيق الطلاءات والمواد بطريقة أو بأخرى.

من المنطقي إعطاء تصنيف أكثر تفصيلاً للمجموعات المدرجة ، لأن كل منها يتضمن العديد من طرق المعالجة باستخدام معدات ومبادئ مختلفة للغاية. في بعض الحالات ، يكون من الممكن تكرار اسم طريقة استعادة الأجزاء ، حيث يمكن أن تنطبق طريقة واحدة في وقت واحد على العديدالمجموعة

استعادة بدون إزالة البدلات:

• التصلب والتشكيل عن طريق تشوه البلاستيك البارد والساخن ، المعايرة ؛
• معالجة كيميائية حرارية (تتم من أجل زيادة الصلابة وتحسين الأداء) ؛
• المعالجة الحرارية (زيادة الصلابة ، وإزالة الضغوط الخطيرة ، وما إلى ذلك).

طرق لاستعادة الأجزاء البالية تتضمن إزالة طبقة من المادة:

• بالقطع ؛
• المعالجة الكهربية ؛
• طرق مجمعة

تتضمن المجموعة الفرعية الأخيرة طرقًا تسمح بتطبيق طبقة واقية إضافية من المادة على سطح الجزء. تشمل طرق الاسترداد الرئيسية للأجزاء المطلية ما يلي:

• ترسب الطلاءات المعدنية وغير المعدنية في الفرن (المعدنة ، والرش ، والسطوح وغيرها) ؛
• طرق الطلاء الكهروفيزيائي (حمامات الطلاء الكهربائي ، طرق الكهربية ، وما إلى ذلك).

خصائص الأعمال المعدنية وعمليات الترميم الميكانيكية

يتم استخدام طريقة ترميم الأجزاء وتصلبها في الحالات التي يكون من الضروري فيها الحصول على حجم إصلاح جديد أو قديم للمنتج ، وكذلك عندما يكون من الضروري تثبيت عنصر جديد للمنتج الهندسي المستعاد. لذلك ، يمكن أن تكون المعالجة الميكانيكية ومعالجة الأقفال بمثابة نوع من العمليات الوسيطة ،تهدف إلى تحضير الأسطح لتطبيق ورش الطلاءات المصلدة الإضافية. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون القطع نهائيًا ويهدف إلى تصحيح عيوب الشكل والسطح التي نشأت لسبب أو لآخر. يمكن أن تكون هذه الأسباب عبارة عن تشوه سطحي وحجم للأجزاء والفراغات من أجل منحها قوة أكبر وخصائص أداء أكثر ملاءمة ، وظهور مسحوق معدني وقطب كهربائي ، وما إلى ذلك.

يجب أن تضمن المعالجة بالحجم جميع المتطلبات التكنولوجية والتصميمية: نظافة الأسطح وخشونتها ، وقيم وحجم الفجوة أو التداخل (إذا تم تنفيذ الهبوط بملاءمة تداخل) ، وانحرافات الشكل الهندسي ، وهكذا دواليك.

يقوم المهندس بالاختيار لصالح طريقة ميكانيكية أو أخرى لاستعادة جزء ، مع مراعاة عدد من العوامل المختلفة. لذلك ، إذا كانت درجة تآكل الجزء كبيرة جدًا ، فمن المنطقي تثبيت جزء إصلاح إضافي. في هذه الحالة ، فإن التسطيح بالمعالجة اللاحقة سيكلف أكثر بكثير ويتطلب مؤهلات عالية جدًا من المؤدي. تعمل جميع أنواع البطانات والمحولات كأجزاء من هذا القبيل.

خاصية ترميم الأجزاء بالتشوه البلاستيكي

يستخدم التشوه لتغيير الشكل والأبعاد الهندسية للجزء ، ولتحسين الخصائص التشغيلية لسطح المنتج (مؤشر الصلابة ومقاومة التآكل).

مع تغيير في الشكل كل شيء واضح:عندما يتم تطبيق حمولة كبيرة على جسم صلب ثم إزالته ، يبقى التشوه المتبقي. تُستخدم طريقة استعادة أجزاء الماكينة هذه عمليًا إذا كان من الضروري محاذاة المنتجات التي تعرضت للتلف نتيجة الاصطدام. يشمل هذا النوع من العمل كلاً من أعمال الهيكل في سيارة تعرضت لحادث ، وتقويم لوح فولاذي سميك. غالبًا ما تنشأ الحاجة إلى المعالجة بالضغط بعد معالجة اللحام: عند تطبيق التماس ، تصبح بعض المناطق المحلية شديدة الحرارة ، مما يؤدي إلى تمدد خطي لعناصر معينة من الهيكل الملحوم. أثناء التبريد ، تحدث العملية العكسية - انخفاض في الحجم ، مما يؤدي إلى التواء وانتهاك هندسة المنتج بأكمله. لذلك إذا كانت هناك متطلبات صارمة لانحرافات الشكل والتصميم فإنه يخضع لمعاملة بالضغط من أجل تصحيح العيب.

أيضًا ، يمكن استخدام المعالجة بالضغط لتقوية أسطح المنتج المستعاد ، على سبيل المثال ، بعد التسطيح أو بعد الإزالة الميكانيكية لبدل معين من الجزء عن طريق القطع. التصلب عن طريق التشوه هو وسيلة نادرة إلى حد ما لاستعادة الأجزاء. الاختيار لصالح هذه التقنية نادر للغاية. هذا يرجع إلى حقيقة أن المعدات باهظة الثمن مطلوبة للتصلب عن طريق تشوه البلاستيك السطحي. ليس من المجدي اقتصاديًا شراء مثل هذه الآلات لاستخدامها بين الحين والآخر في حالة الحاجة للترميم.

جوهر تصلب الإجهاد. الفيزياءعملية

ما هي خصائص القوة التي تتحسن عندما تتشوه الطبقة السطحية؟ سؤال جيد. تكمن الإجابة في نظرية الإشعاع للتركيب الذري للمواد البلورية.

تمكن العلماء من إثبات أن القوة تعتمد على عدد العيوب في التركيب البلوري. وفقًا لحساباتهم ، فإن الخيط المعدني الرقيق المصنوع من حديد نقي تمامًا بدون نقطة وعيوب هيكلية خطية قادر على تحمل الأحمال الهائلة. ومع ذلك ، دائمًا ما يكون للأجسام الحقيقية عيوب ، وبالتالي فإن قوة تحمل مثل هذا السلك في ظل الظروف الحقيقية تكون صغيرة جدًا. ولكن عندما يزداد عدد العيوب ، تظهر ظاهرة متناقضة - تتحسن خصائص القوة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن عددًا كبيرًا من العيوب تخلق عوائق أمام حركتها وخروجها إلى سطح الحبيبات ، أي أنها تمنع حدوث مكثفات الإجهاد.

هذا هو بالضبط ما يعتمد عليه تأثير التصلب للعلاج بالضغط: أثناء التشوه ، يحدث عدد كبير من العيوب داخل الحبوب. في هذه الحالة ، تكتسب الحبوب نفسها شكلًا مميزًا - ما يسمى النسيج. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة لا تسمح فقط بزيادة القوة ومقاومة التآكل ، ولكن أيضًا لتقليل خشونة السطح المشكل.

طريقة استعادة الأجزاء عن طريق تسطيح

هذه الطريقة هي الأكثر شيوعًا عند استعادة الأبعاد الأصلية للجزء. والسبب في ذلك هو البساطة والرخص النسبي. لاستعادة الشكل الهندسي للمنتج ، ما عليك سوى اللحامالجهاز والمواد اللازمة للتسطيح

في حالة كسر الحجم بشكل كبير ، يتم استخدام ما يسمى بالتسطيح المدمج. جوهرها كما يلي: أولاً ، يتم استخدام الفولاذ العادي أو الحديد الزهر عن طريق لهب الغاز أو تسخين القوس الكهربائي. وعندها فقط يتم تسطيح القوس الكهربائي لسبائك قوي مع مجموعة جيدة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية. يمكن وصف جودة السطح بعد التسطيح بأنها غير مرضية ، لذا فإن البدل ضروري. يمكن تنفيذ هذه العملية على مخرطة أو آلة طحن أو مملة. يُسمح أيضًا باستخدام أدوات الحفر والأدوات الكاشطة (إذا كانت المادة المودعة صعبة جدًا).

طرق كلفانية في ترميم الأجزاء

عند النظر في تصنيف طرق استعادة الأجزاء ، لا يسع المرء إلا أن يذكر الطلاء الكهربائي. هذه الطريقة شائعة جدا. لطالما تم تأسيس حمامات الطلاء الكهربائي بقوة في الصناعة وتستخدم بنشاط في كل من المصانع والمختبرات البحثية. نطاق تطبيقها واسع بشكل لا يصدق: من تطبيق الطلاءات الزخرفية إلى مواد الحفر.

كقاعدة عامة ، هذه الطريقة قابلة للتطبيق فقط مع درجة طفيفة من التآكل لأسطح الاحتكاك ، نظرًا لأن سمك الطلاء المطبق بالطريقة الجلفانية صغير جدًا. بالإضافة إلى استعادة الأبعاد المحددة ، يمكن أن يعمل هذا الطلاء كغشاء واقي ويمنع تآكل وأكسدة المواد.

ميزة هذه الطريقة هي الاحتمالالحصول على الطلاءات باستخدام مواد مختلفة: النيكل والكروم والألمنيوم والحديد والنحاس والفضة والذهب وما إلى ذلك. لذلك يستخدم الطلاء الكهربائي في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني.

خصائص طرق المعالجة الحرارية والكيميائية في ترميم المنتجات

من الصعب المبالغة في دور المعالجة الحرارية بشكل عام في الهندسة الميكانيكية ، وفي مجال ترميم الأجزاء بشكل خاص. يسمح لك بالحصول على الصفات التشغيلية (مقاومة التآكل ، الصلابة) والتكنولوجية (قابلية التشغيل ، التوصيل الحراري) اللازمة.

المعالجة الكيميائية الحرارية هي قضية منفصلة. على عكس المعالجة الحرارية التقليدية ، في سياق المعالجة الكيميائية ، لا يخضع المنتج لدرجة الحرارة فحسب ، بل يتعرض أيضًا لتفاعل كيميائي مع ذرات وأيونات مواد أخرى. تنتشر الذرات إلى عمق معين في الداخل ، وبالتالي تغير التركيب الكيميائي للطبقة السطحية. تختلف خصائص طبقة الانتشار اختلافًا كبيرًا (للأفضل) عن المادة الأصلية. لذا فإن التثبيط (التشبع بذرات البورون) والكربنة (التشبع بذرات الكربون) يزيد بشكل كبير من الصلابة ويساعد على تقليل معامل الاحتكاك. في الممارسة العملية ، يتم استخدام السيليكون والنيتروجين والألمنيوم وعناصر أخرى أيضًا كعناصر مشبعة.

الخلاصة

الوصف أعلاه لطرق استعادة الأجزاء ليس شاملاً. يتم تقديم الأساليب الأساسية والأكثر شيوعًا فقط. بشكل عام ، هناك الكثير منهم. علاوة على ذلك ، العلماء في جميع أنحاء العالم على الدوامنعمل على إنشاء طرق جديدة وتحسين معروفة بالفعل لتطبيق الطلاء واستعادة الأبعاد الهندسية للأجزاء.