Восстановление деталей пластическим деформированием

Восстановление деталей при помощи пластической деформации основано на использовании пластических свойств материала, из которого они изготовлены. Этот способ основан на изменении формы и размеров детали за счет перераспределения металла самой детали при ее пластическом деформировании без нарушения целостности. Способ восстановления деталей пластической деформацией используется в ремонтной практике в трех случаях:

- для получения требуемых размеров изношенных поверхностей деталей;

- для исправления геометрической формы деформированных деталей;

- для восстановления определенных механических характеристик материала деталей.

На рис.12.4 приведена классификация способов восстановления деталей пластической деформацией.

Рнс. 12.4 Классификация способов восстановления деталей пластическим деформированием

Пластической остаточной деформацией восстанавливают детали, изготовленные из материалов, обладающих пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Детали, изготовленные из материалов непластичных или с малым запасом прочности данным способом не восстанавливаются.

Под пластичностью металла понимается способность при определенных условиях под действием приложенного давления изменять форму и размеры без разрушения. Пластическую деформацию деталей производят либо в холодном, либо в нагретом состоянии в специальных приспособлениях на прессах.

Пластическая деформация вхолодном состоянии происходит в результате внутрикристаллических сдвигов металла под действием приложенных сил. При этом в деформируемых слоях происходит изменение физико-механических свойств структуры металла, вытягивая и ориентируя кристаллы, в направлении течения металла образуя волокнистую структуру. Пластичность при этом снижается, а предел прочности, предел текучести и твердость повышаются.

На качество восстановления деталей методом пластического деформирования оказывают влияние пластичность материала, температура нагрева, скорость деформации.

Пластичностьматериала во многом зависит от его химсостава и размера зерна. Наиболее пластичны чистые металлы. С увеличением содержания в стали углерода пластичность ее падает. Содержание в стали кремния до 0,35% и марганца до 0,8% не влияют на пластичность, но дальнейшее их увеличение ведет также к снижению пластичности стали. При горячем деформировании размер зерна не влияет на пластичность, но влияет на прочность, а при холодном деформировании - чем меньше зерно, тем прочнее металл и меньше пластичность. Пластическая деформация металла в холодном состоянии требует приложения больших усилий, поэтому при восстановлении деталей часто применяют их подогрев. Горячее деформирование, происходящее при температурах выше температуры рекристаллизации, не приводит к наклепу. Сопротивление деформированию стали, нагретой до температуры ковки, в 10-15 раз ниже, чем стали в холодном состоянии. Однако нагрев до температур ковки вызывает образование окалины, выгорание углерода с поверхностного слоя и короблению детали. Поэтому стремятся, чтобы температура нагрева была лишь достаточной для деформации детали на требуемую величину. Для углеродистых сталей нагрев должен находиться в интервале 350-700 С. Нагрев ниже 350 С не увеличивает пластичность, а выше 700 С - приводит к появлению окалины.

Скорость деформирования ведет к снижению пластичности, особенно при горячем деформировании. Поэтому процессы восстановления деталей рекомендуется выполнять на малых скоростях деформирования.