Пример технологического процесса с использованием термической обработки
№ операции | Наименование и содержание операции | Оборудование | Среда | ТоС |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
001 | Транспортирование Транспортирование детали на рабочее место с перемещением до 25 м. | Кран -балки Q = 3,2 т | ||
005 | Закалка поверхностная 1. Установить индуктор 2. Установить время и параметры нагрева 3. Установить деталь в индуктор. 4. Включить вращение перемещение и нагрев детали. Отключение - автоматическое Сдать первую закаленную деталь в коллектор БТК. | Установка закалочная И 32-100/8 № 1 Механизм перемещения 0441-005-01 | водно-полимерный раствор ПК-2 (поликриклит или полиакриловая кислота) | 900±20 |
005-1 | Закалка поверхностная | Установка закалочная И 32-100/8 № 2 | Та же | |
010 | Промывка | Машина моечная А-323 | Раствор сульфатно-спиртовый | 80±90 |
015 | Отпуск 1. Загрузить корзину с деталями в печь 2. Нагреть и выдержать детали в печи. 3. Выгрузить детали из печи и охладить | Печь отпускная СшЗ - 10.ЭС/ | Воздух горячий | 190±10 |
020 | Правка 1. Проявить детали | Пресс | ||
025 | Зачистка Зачистить для твердости на глубину 0,1 мм не более 5% от партии | Деталь ручная ЭП 10/20 ИП 10/20 | ||
030 | Приемочный контроль | ГОСТ 23667-79 | ||
030-1 | Приемочный контроль | твердомер ТБ ГОСТ 23667-74 | ||
031 | Транспортирование на |
|
|
Химическая обработка
Классификация химической обработки
Одним из самых востребованных на сегодняшний день видов металлообработки является химическая обработка металлов. Процесс нанесения покрытия на деталь.
Таблица 1. Классификация химической обработки
Химическая металлообработка | |
Хромирование | Химическая обработка металлов, результатом которой является хромированное покрытие на поверхности изделия. Такое покрытие замечательно выполняет не только декоративную, но и практическую функцию. Обеспечивая привлекательный внешний вид предмета, слой хрома предоставляет и дополнительную прочность изделия. |
Меднение | Представляет собой процесс нанесения меди на поверхность металлического изделия. Использоваться данное покрытие может для нескольких целей: во-первых, медное покрытие обеспечивает образование защитной пленки, во-вторых, покрытие из меди прекрасно подходит для качественной пайки. |
Цинкование | Процесс нанесения цинка на поверхность, что обеспечивает надежную защиту от коррозии. |
Кадмирование | Процесс нанесения тонкого слоя кадмия на поверхность металлического изделия. Такая защита прекрасно предохраняет металлы от атмосферной коррозии, а также в целях снижения или предупреждения электродвижущей силы при работе гальванических элементов. Кадмирование широко применяется в авиастроении, машиностроении, судостроении. |
Никелирование | Химическая обработка поверхности изделий, производимая путем нанесения на них никелевого покрытия. Такой способ защиты широко распространен в производстве медицинского инструмента, химической аппаратуры, автомобилей, а также деталей, которые эксплуатируются в условиях сухого трения. Защищает металлические изделия от коррозии в атмосфере, а так же в растворах солей, щелочей и слабых органических кислот. |
Химическое оксидирование и фосфатирование | Химические процессы, результатом которых является образование на поверхности металла тонких защитных пленок. Данная обработка проводится для повышения антикоррозийных свойств изделия, а так же для обеспечения защиты изделия в агрессивных средах. |
|
|
Таким образом, химическая обработка металлов может применяться для различных целей, таких как:
· поверхностное упрочнения изделий из металла и сплавов (повышение износостойкости, повышение твердости, повышение усталостной прочности и т.д.);
|
|
· обеспечение сопротивляемости изделия коррозии в различных агрессивных средах при различных температурах;
· придание металлическим изделиям требуемых физических свойств (магнитных, электрических т.д.);
· обеспечение соответствующего декоративного вида;
· упрощение проведения технологических операций по обработки (штампование, резание и др.).
Преимущества и недостатки
Достоинства: Высокая производительность, обеспечиваемая относительно высокими скоростями протекания реакций, прежде всего отсутствием зависимости производительности от величины площади обрабатываемой поверхности и ее формы; возможность обработки особо твердых или вязких материалов;
крайне малое механическое и тепловое воздействие в процессе обработки, что делает возможным обработку деталей малой жесткости с достаточно высокой точностью и качеством поверхности.
Недостатки: Использование легко воспламеняемых растворов, трудоёмкие процессы, требующие специального оборудования и средств защиты. Существует ряд недостатков, связанных с конкретными растворами. Например при никелировании сцепление никелевой пленки с основным металлом не совсем крепкое, однако этот метод устраним, для этого применяют так, называемый метод низкотемпературной диффузии.
|
|
Историческая справка
Говоря о химической обработке нельзя не упомянуть о развитии химии, науки благодаря которой химическая обработка стала возможной.
Охватить взглядом историю химии с самых отдаленных времен до современной эпохи нелегко, если не прибегнуть к подразделению на периоды. Такая периодизация имеет как мнемонический, так и дидактический смысл и поэтому принята всеми историками науки. Конечно, разделение на периоды не следует переоценивать, потому что науку нельзя расчленить в ее историческом развитии, а также и потому, что отдельные периоды сливаются либо с предыдущими, либо с последующими, а иногда и c теми и другими одновременно. В соответствии с классификацией, принятой большей частью историков химии, мы различаем следующие эпохи: 1. Период предалхимический - от начала цивилизации до 4 века нашей эры. Этот период отличается отсутствием понятий, обобщающих приобретенные практические знания, передававшиеся по традиции из поколения в поколение кастами жрецов. 2. Период алхимический - с 4 века нашей эры до 16 века. Он характеризуется, кроме веры в магическую силу философского камня, поисками эликсира долголетия, алкагеста, или универсального растворителя, а также созданием мифов, из которых знаменитым стал миф о Гермесе Трисмегисте. Алхимический период можно в свою очередь разделить на подпериоды, которые обозначаются именами народов, практиковавших «превращение» неблагородных металлов в золото или серебро. Имеются, таким образом, алхимия египетская, греческая, арабская, раннего и позднего средневековья, натуральной магии и т. д. 3. Период объединения химии охватывает 16, 17, 18 вв. и состоит из четырех подпериодов: ятрохимии, пневматической химии, теории флогистона и антифлогистической системы Лавуазье. Подпериод ятрохимии, заканчивающийся во второй половине 18 века, характеризуется трудами Парацельса и идеей присоединения химии к «великой матери» - медицине, на которую смотрели как на универсальную науку. В течении этого подпериода родилась настоящая прикладная химия, которую можно рассматривать как начало современной промышленной химии, поскольку в этот период развивались металлургия, производство стекла и фосфора, искусство перегонки и т. д. Подпериод пневматической химии характеризуется исследованием газов и открытием газообразных простых тел и соединений. Кроме Бойля, открывшего известный закон зависимости объема газа от давления, с пневматологией связаны имена Блэка, Кавендиша, Пристли, Фонтаны и др. Все эти великие химики, за исключением Бойля, которого в известном отношении можно считать предвестником следующего периода, были приверженцами теории флогистона. Подпериод теории флогистона по времени почти совпадает с периодом пневматической химии.
Он характеризуется широким распространением теории флогистона, созданной на рубеже 17 и 18 вв. Г. Э. Шталем для объяснения явлений горения и обжигания металлов. Представление о флогистоне, предшественником которого было понятие terrapinguis И. И. Бехера, быстро распространилось и почти в течении века господствовало при объяснении химических явлений. Люди выдающегося ума, как , например, Пристли и Блэк, были настолько захвачены идеей флогистона, что так и не осознали роли полученного и исследованного ими кислорода в явлениях горения и обжигания.
Подпериод антифлогистической системы характеризуется новаторскими трудами Лавуазье, который изучая горение и обжигание, не только выяснил и сделал очевидной для других роль кислорода в этих явлениях, разрушив тем самым основу теории флогистона, но также внес четкость в понятие химического элемента и доказал экспериментально закон сохранения вещества.
Период объединения химии, охватывающий эти 4 подпериода, очень важен потому, что с ним связано зарождение и упрочение химии как науки, независимой от других естественных наук. 4. Период количественных законов охватывает первые 60 лет 19 века и характеризуется возникновением и развитием атомной теории Дальтона, атомно-молекулярной теории Авогадро, экспериментальными исследованиями по определению атомных весов, установлением и обоснованием правильных атомных весов, разработкой атомной реформы Канниццаро с его точными формулировками основных понятий: атом, молекула, эквивалент.
Современный период длится с 60-х годов 19 века до наших дней. Это золотой период химии, потому что в течении немногим более века были разработаны периодическая классификация элементов, представление о валентности, теория ароматических соединений и стереохимия, углубились методы исследования строения веществ, были достигнуты огромные успехи в синтетической химии, и было также подготовлено уничтожение всяких преград между инертной и живой материей.
Кроме этих достижений химии, следует напомнить об исследовании химического средства (теорема Нериста), о теории электрической диссоциации Аррениуса, о термодинамической трактовке химических процессов, об открытии радиоактивности и создании электронной теории материи, о понятии изитопии элементов, возникновение атомной физики, о ядерных реакциях, которые, казалось, возродили древнюю мечту алхимиков и которые во всяком случае лучше выражают идею превращения элементов, поскольку в ходе этих реакций вещество раздробляется на электроны, протоны, нейтроны и т. д., т. е. yа частицы, меньшие, чем атомы. В современный период поле химических исследований значительно расширилось, так что отдельные ветви химии - неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, фармацевтическая химия, химия пищевых продуктов, агрохимия, геохимия, биохимия, ядерная химия и т. д. - приобрели признаки независимых наук. Вот почему перед историком этого периода стоит проблема отделения их истории от общей историй химических теорий.
Оборудование
Для лучшего качества обработки установки разработаны для эксплуатации в чистых помещениях или под индивидуальными блоками обеспыливания. Существуют:
Ванны из полипропилена или фторопласта для химической обработки и гальванопокрытий оснащенные необходимыми устройствами и системами ·Блоки нагрева/охлаждения технологических растворов ·Устройства для перемешивания растворов (барботеры, электромеханичекие мешалки) ·Устройства для горизонтального или вертикального покачивания кассет ·Программируемые источники тока для гальванических ванн АПС и АПРС ·Таймеры для контроля времени обработки ·Накопительные устройства и устройства для автоматического переноса кассет из ванны в ванну ·Промывные ванны с устройством контроля качества отмывки <http://www.abair.ru/chemical_electronics_01.php>
Ванны из нержавеющей стали·Ванны для обработки в органических растворителях ·Ультразвуковые ванны <http://www.abair.ru/chemical_electronics_02.php>
Центрифуги реагентной обработки (проявление/травление, промывка и сушка)·Центрифуги ·Блоки подачи реагентов <http://www.abair.ru/chemical_electronics_03.php>
Центрифуги нанесения фоторезиста·Центрифуги ·Устройства дозированной подачи фоторезиста ·Камеры сушки и задубливания фоторезиста <http://www.abair.ru/chemical_electronics_04.php>Встроенные плиты нагрева реагентов с керамической греющей поверхностью <http://www.abair.ru/chemical_electronics_05.php>
Блоки подачи азота и деионизовнной воды с финишными фильтрами
Система обозначений
1. Заглавная буква для обозначения металла покрытия ( Таблица 2)
2. Цифра для обозначения толщины и структуры покрытия ( Таблица 3)
. Заглавная буква для обозначения цвета/ блеска покрытия и доп. обработки поверхности ( Таблица 4)
Таблица 2. Металл покрытия
Код | Металл покрытия | Сокращение |
A | Цинк/ Zinc | Zn |
B | Кадмий/ Cadmium | Cd |
C | Медь/ Copper | Cu |
D | Латунь/ Brass | CuZn |
E | Никель/ Nickel | Ni |
F | Никель-хром/ Nickel-chrome* | NiCr |
G | Медь-никель/ Copper-nickel | CuNi |
H | Медь-никель-хром / Copper-nickel-chrome * | CuNiCr |
J | Олово/ Tin | Sn |
K | Медь-олово/ Copper-tin | CuSn |
L | Серебро/ Silver | Ag |
N | Медь-серебро/ Copper-silver | CuAg |
P | Цинк-никель/ Zinc-Nickel ** | ZnNi |
Q | Цинк-кобальт/ Zinc-Cobalt ** | ZnCo |
R | Цинк-железо/ Zinc-iron ** | ZnFe |
· * Толщина слоя хрома 0,3 µm · ** Не соотв. ISO 4042 |
Таблица 3. Минимальная толщина и структура слоя покрытия. В микрометрах, мкм.
Код | 1 металл покрытия | 2 металла покрытия |
0 * | - | - |
1 | 3 | - |
2 | 5 | 2+ 3 |
3 | 8 | 3+ 5 |
4 | 12 | 4+ 8 |
5 | 15 | 5+10 |
6 | 20 | 8+12 |
7 ** | 25 | 10+15 |
8 ** | 32 | 12+18 |
9 ** | 40 | 16+24 *** |
· * применяется к крепежу размером менее M 1.6, где спецификация покрытия невозможна. · ** не применяется на собственно резьбе · *** не соотв ISO 4042 |
Таблица 4. Степень блеска и дополнительная.обработка
Код | Степень блеска | Пассивация хроматированием согласно DIN 50 941 Наименование процесса (группы процессов) | Цвет верхнего слоя после пассивации в хромовой кислоте. |
A | mt (тусклый / dull) (матовый / mat) | нет * | нет |
B | mt (тусклый / dull) (матовый / mat) | B | от голубоватого то синего переливчатого ** |
C | mt (тусклый / dull) (матовый / mat) | C | от ярко желтого переливчатого блестящего до желто-коричнегого |
D | mt (тусклый / dull) (матовый / mat) | D | от оливково-зеленого до оливково-коричнегого |
E | bk (яркий / bright) | нет * | none |
F | bk (яркий / bright) | B | от голубоватого то синего переливчатого** |
G | bk (яркий / bright) | C | от ярко желтого переливчатого блестящего до желто-коричнегого |
H | bk (яркий / bright) | D | от оливково-зеленого до оливково-коричнегого |
J | gl( блестящий / glossy) | нет * | none |
K | gl( блестящий / glossy) | B | от голубоватого то синего переливчатого ** |
L | gl( блестящий / glossy) | C | от ярко желтого переливчатого блестящего до желто-коричнегого |
M | gl( блестящий / glossy) | D | от оливково-зеленого до оливково-коричнегого |
N | hgl (ярко блестящий / highgloss) | нет | - |
P | bel (=как уж получится) | B, C или D *** на выбор производителя | согласно B, C или D процессам *** |
R | mt (тусклый / dull) (матовый / mat) | F | от коричнего черного до черного |
S | bk (яркий / bright) | F | от коричнего черного до черного |
T | gl( блестящий / glossy) | F | от коричнего черного до черного |
U | Любой | без хромирования/хроматирования | |
· * В случае Цинка/ Zn и Кадмия/ Cd однако, группа процесса A · ** Относится только к покрытиям цинком / Zn · *** Группы процессов B, C или D по DIN 50 941 применимы только к цинковыи и кадмиевым покрытиям. В случае других покрытий код P означает - "степень блеска и цвет - как получится". |
Пример кодировки : A3L означает цинковое покрытие (Буква A в таблице1) с минимальной толщиной 8 мкм (µm) (Цифра 3 в Таблице 2) пассивированное желтым блестящим хроматированием( Буква L в таблице 3).
Заключение
На основании вышесказанного понятно, что данные виды обработки материалов появились очень давно, и на сегодняшний момент люди добились больших успехов в этих направлениях, но это и не предел. Сегодня термическая и химическая обработки на достаточно высоком уровне, и дальнейшая перспектива развития присутствует, конечно же, у химической обработки, так как с её помощью можно добиться более высокой точности, чем при термической, но для улучшения качеств материала лучше всего, конечно же, выбирать термический вид обработки. Я считаю, что люди будут стараться удешевить у упростить химическую обработку при прежнем качестве.
Список литературы
1. И.И.Новиков «Теория термической обработки металлов»
2. Л.А.Ерлыкин «Практические советы радиолюбителю»
3. ЕСКД ГОСТ 2.310-68 Нанесение на чертежах обозначений покрытий, термической и других видов обработки
4. ООО «Вест-Метрология»
5. Химико-термическая обработка стали. Назначение, виды и общие закономерности - URL: http://www.e-reading-lib.org/chapter.php/99301/38/Buslaeva_-_Materialovedenie._Shpargalka.html
6. Химические методы обработки металла - URL: http://www.4ne.ru/stati/rezka-metallov/ximicheskie-metody-obrabotki-metalla.html
7. Развитие металлургии - URL: http://www.kovka-pro.ru/razvitie-metallurgii-2.html
8. Основное оборудование для термической обработки - URL: http://dailycomp.ru/chernaya-metallurgiya/148-osnovnoe-oborudovanie-dlya-termicheskoy-obrabotki-chast-1.html
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!