Исследование процессов электро-химической, вакуумно-плазменной и электронно-лучевой обработки материалов

 

3.5. Построение зависимостей изменения глубины зон проплавления, закалки и отпуска в зависимости от параметров обработки

 

На основании построенных кривых термического цикла (рис. 3.2 – 3.8) была получена зависимость изменения глубины зоны проплавления, закалки и

 

отпуска от величины тепловой мощности источника тепла (рис. 3.10 –3.11).

 

Рисунок 3.10 – Зависимость изменения глубины зоны проплавления, закалки и отпуска от величины тепловой мощности источника тепла: ♦ – глубина зоны проплавления; ■ – глубина зоны закалки; ▲ – глубина зоны отпуска.

Рисунок 3.11 – Зависимость изменения глубины зоны проплавления, закалки и отпуска от величины скорости движения источника тепла: ♦ – глубина зоны проплавления; ■ – глубина зоны закалки; ▲ – глубина зоны отпуска.

3.6. Вывод 

По полученным графикам видно, что с увеличением мощности излучения источника нагрева, увеличивается глубина зоны проплавления, закалки и отпуска. А при увеличении скорости перемещения источника тепла ширина зон проплавления, закалки и отпуска уменьшается, так как источник нагрева при движении не успевает передать достаточного тепла обрабатываемой поверхности, и чем больше скорость движения источника нагрева, тем меньше ширина зон проплавления, закалки и отпуска. Таким образом, глубина зон закалки, отпуска и проплавления уменьшается настолько быстрее, насколько быстрее увеличивается скорость движения источника нагрева.

 

 

Заключение

 

В результате выполнения данной курсовой работы были рассмотрены физико-химические процессы на поверхности твердого тела при электрохимической обработке, при вакуумной ионно-плазменной обработке, при лазерной обработке.

Электрохимический метод позволяет обрабатывать заготовки из токопроводящих материалов с высокими механическими свойствами, которые трудно или практически невозможно обрабатывать другими методами. Кроме этого, метод дает возможность получать самые сложные поверхности. Результаты расчётов при электрохимической обработке приведены в приложении 1.

В зависимости от параметров плазменного потока в процессе синтеза покрытий методом вакуумной ионно-плазменной обработки рассчитаны характер и эффективность плазмохимических реакций. Было обеспечено условие получения соединения ZrВ стехиометрического состава. Результаты расчётов при вакуумной ионно — плазменной обработке приведены в приложении 2.

По полученным графикам при наплавке плазменно-дуговым методом видно, при увеличении тепловой мощности увеличивается время пребывания выше температуры закалки. С увеличением тепловой мощности источника при постоянной скорости, также увеличивается глубина зоны проплавления, закалки и отпуска. Это происходит, поскольку при увеличении энергии теплового источника увеличивается мощность излучения источника нагрева, что способствует повышению температур и увеличению глубины закалки, отпуска и проплавления соответственно. Но глубина зоны проплавления, закалки и отпуска уменьшается при увеличении скорости перемещения плазматрона при постоянной тепловой мощности вследствие того, что источник нагрева при движении не успевает передать достаточного тепла обрабатываемой поверхности.

Список литературы

1. М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В. Каширский и др. Марочник сталей и сплавов/под общей ред. А.С. Зубченко-М.: Машиностроение, 2001. 672 с.: илл.
2. Филимошин В.Г., Шулепов А.П. Проектирование технологических процессов электрохимического и комбинированных методов обработки поверхностей деталей двигателей летательных аппаратов. Учебное пособие. Куйбышев, 1985 г.
3. Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учебное пособие (в 2-х томах). Обработка материалов с применением инструмента / под ред. В.П. Смоленцева – М.: Высш.шк., 1983 г.
4. Амирханова Н.А., Зайцев А.Н., Зарипов Р.А. Электрохимическая размерная обработка материалов в машиностроении: Учебное пособие / Н.А. Амирханова, А.Н. Зайцев, Р.А. Зарипов; Уфимск. гос. авиац. ун-т. – Уфа, 2004.- 258 с.
5. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теоретические основы обработки концентрированными потоками энергии» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост: Р.М. Киреев – Уфа, 2008. – 57 с.
6. В.В. Будилов, Р.М. Киреев, С.Р. Шехтман. Технология вакуумной ионно-плазменной обработки. Учебное пособие. Москва.2007 г.
7. Самсонов Г.В., Марковский Л.Я., Жигач А.Ф., Валяшко М.Г. Бор, его соединения и сплавы. Киев: Издво АН УССР, 1960
8. Шлямнев А.П. и др. Издательство: Интермет Инжиниринг Год: 2000
9. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989 г. – 304 с.
10. Наплавка и напыление. www.svarkainfo.ru/rus/technology/naplavka/
11. Попилов Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: Справочник — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982. — 400 с., ил. (Серия справочников для рабочих)
12. Волонченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы. Справочник в 3-х томах. Том 2. Технология и оборудование / Под ред. В.М. Ямпольского – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996. – 574 с., ил.

 

Приложение

 

1. Результаты расчётов при электрохимической обработке

Электрохимический эквивалент,	0,01 г/(А·мин)
Объемный электрохимический эквивалент,	0,00128 см3/(А·мин)
Электропроводность рабочей жидкости, χ 10 % NaNO3 10 % NaCl	12,2 Ом-1·м-1 8,1 Ом-1·м-1
Скорость анодного растворения, Vа	1,813 мм/мин
Величина технологического тока, I	167,15 А
Плотность тока, i	157,3 А/cм2
Минимально необходимая скорость течения электролита, Vэ	66,71 м/c
Необходимый перепад давления, ΔP	3374 Па
Расход электролита, Qэ	182, 32с
Площадь сечения токопровода,	128,57 мм2

 

 

2. Результаты расчётов при вакуумной ионно-плазменной обработке

Ионный ток насыщения, ji	198,623 А/м2
Толщина двойного слоя, λD	5,929·10-3 см
Поток ионов метала, ni	63,989·1019 ион/м2
Поток молекулярного газа, nг	63,989·1019 атом/м2
Энергия, выделяемая на поверхности конденсации за единицу времени, Δq	39,802 кДж/м2
Количество газа, вступившего в реакцию с металлом, nx	13027,68·1019 атом/м2
Содержание неметалла в соединении, Cx	1
Пороговое значение потенциала подложки, Uпкр	-27,684 В