Classification des manières de restaurer les pièces et leurs caractéristiques

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Actuellement, les ingénieurs travaillent activement à créer de nouvelles méthodes traditionnelles de restauration de pièces et à les améliorer. Et il y a des raisons objectives à cela: premièrement, dans certains cas, la fabrication de nouveaux produits à partir d'acier coûteux est plus coûteuse en termes de ressources, et deuxièmement, l'entreprise n'a tout simplement pas la capacité technologique de produire de nouvelles pièces complexes dans forme et exigences techniques.

Les organisations qui exploitent des équipements complexes et coûteux (par exemple, des camions miniers lourds) souhaitent améliorer diverses méthodes de restauration des pièces usées.

Dispositions générales

Toutes les méthodes de restauration des pièces visent à régénérer les propriétés de performance et les caractéristiques d'origine du produit. En cours de travail, frotterles surfaces des paires de frottement peuvent s'user (ce qui modifie leurs dimensions), s'effriter (en raison de l'accumulation de contraintes de fatigue sous des charges alternées fréquentes), subir des dommages mécaniques et modifier leurs propriétés physiques et mécaniques. Un autre type de dommage pendant le fonctionnement est la violation (dommage) du revêtement de protection anti-corrosion et résistant à l'usure.

Les méthodes et méthodes de restauration des pièces sont très diverses. Cependant, l'usure des pièces de la machine peut avoir des conséquences différentes et un mécanisme de formation et de causes différent. Lors du choix d'une technologie spécifique pour la restauration de surfaces usées, l'ingénieur doit d'abord considérer les propriétés (mécaniques et physiques) que le produit doit avoir.

Ainsi, dans certains cas, il est nécessaire d'atteindre une résistance à la fatigue maximale de la structure et de l'élasticité. Parfois, la composition chimique de la couche de surface est critique, ce qui permet d'augmenter la résistance à la chaleur, la fragilité rouge (fragilité à froid), la résistance aux milieux agressifs, par conséquent, dans chaque cas spécifique, la préférence doit être donnée à la méthode de restauration des pièces qui peut répondre à toutes les exigences. Les exigences technologiques et de conception particulières incluent également l'intégrité (l'absence de pores, de microfissures, d'inclusions non métalliques), la masse des éléments structurels individuels et du produit dans son ensemble, les indicateurs de rugosité, les propriétés mécaniques (dureté et microdureté), la possibilité d'usinage et pression (durcissement supplémentaire dû à la déformation couche de surface etdurcissement), la précision des écarts géométriques des surfaces et des formes.

Classement des moyens de restauration des pièces par type de défauts à éliminer

Toute la variété des méthodes de récupération, selon la nature des défauts, est généralement divisée dans les groupes suivants:

• coupe et travail des métaux;
• soudage et brasage;
• déformation plastique;
• fusion;
• métallisation par diffusion et pulvérisation;
• technologie de galvanoplastie;
• le traitement thermique chimique (CHT) ainsi que le traitement thermique traditionnel;
• utilisation de matériaux composites.

Classification des méthodes de récupération selon la nature de l'impact sur la pièce

Selon ce principe, toutes les opérations de récupération sont divisées en trois groupes:

• traitement sans suppression des quotas;
• usinage de pièces avec enlèvement de matière;
• opérations technologiques associées à l'application de revêtements et de matériaux d'une manière ou d'une autre.

Il est logique de donner une classification plus détaillée des groupes répertoriés, car chacun d'eux comprend de nombreuses méthodes de traitement utilisant des équipements et des principes très différents. Dans certains cas, une duplication dans le nom de la méthode de restauration des pièces est possible, car une méthode peut s'appliquer simultanément à plusieursgroupe.

Restauration sans suppression des allocations:

• durcissement et mise en forme par déformation plastique à froid et à chaud, calibrage;
• traitement chimico-thermique (effectué pour augmenter la dureté, améliorer les performances);
• traitement thermique (augmentation de la dureté, suppression des contraintes dangereuses, etc.).

Méthodes de restauration des pièces usées impliquant le retrait d'une couche de matière:

• usinage;
• traitement électrophysique;
• méthodes combinées.

Le dernier sous-groupe comprend des méthodes qui permettent d'appliquer une couche protectrice supplémentaire de matériau à la surface de la pièce. Les principales méthodes de récupération des pièces revêtues incluent:

• dépôt de revêtements métalliques et non métalliques dans le four (métallisation, pulvérisation, surfaçage et autres);
• méthodes de revêtement électrophysiques (bains de galvanoplastie, méthodes d'électroétincelles, etc.).

Caractéristiques des opérations de restauration métallique et mécanique

Cette méthode de restauration et de durcissement des pièces est utilisée dans les cas où il devient nécessaire d'obtenir une taille de réparation nouvelle ou ancienne du produit, ainsi que lorsqu'il est nécessaire d'installer un nouvel élément du produit d'ingénierie restauré. Ainsi, le traitement mécanique et de serrurerie peut servir de sorte d'opération intermédiaire,visant à préparer les surfaces pour l'application et la pulvérisation de revêtements durcissants supplémentaires. Cependant, le plus souvent, la découpe est définitive et vise à corriger les défauts de forme et de surface apparus pour une raison ou une autre. Ces raisons peuvent être la déformation de surface et de volume des pièces et des ébauches afin de leur donner une plus grande résistance et les caractéristiques de performance les plus favorables, le surfaçage de la poudre métallique et de l'électrode, etc.

Le traitement sur mesure doit répondre à toutes les exigences technologiques et de conception: propreté et rugosité des surfaces, valeurs et ampleur de l'écart ou de l'interférence (si l'atterrissage est effectué avec un ajustement serré), écarts de la forme géométrique, et ainsi de suite.

Un ingénieur fait un choix en faveur de l'une ou l'autre méthode mécanique de restauration d'une pièce, en tenant compte d'un certain nombre de facteurs différents. Ainsi, si le degré d'usure de la pièce est très important, il est logique d'installer une pièce de réparation supplémentaire. Dans ce cas, le surfaçage avec traitement ultérieur coûtera beaucoup plus cher et nécessitera des qualifications très élevées de la part de l'exécutant. Toutes sortes de douilles et d'adaptateurs servent de telles pièces.

Caractéristique de restauration de pièces par déformation plastique

La déformation est utilisée à la fois pour modifier la forme et les dimensions géométriques de la pièce, et pour améliorer les caractéristiques opérationnelles de la surface du produit (indicateur de dureté et de résistance à l'usure).

Avec un changement de forme, tout est clair:lorsqu'une charge importante est appliquée à un corps solide puis supprimée, une déformation résiduelle subsiste. Cette méthode de restauration de pièces de machine est utilisée dans la pratique s'il est nécessaire d'aligner des produits endommagés à la suite d'une collision. Ce type de travaux comprend à la fois des travaux de carrosserie sur une voiture accidentée et le redressement d'une tôle d'acier épaisse. Souvent, le besoin de traitement sous pression apparaît après le traitement de soudage: lors de l'application d'un cordon, certaines zones locales deviennent très chaudes, ce qui entraîne une dilatation linéaire de certains éléments de la structure soudée. Pendant le refroidissement, le processus inverse se produit - une diminution de la taille, ce qui entraîne un gauchissement et une violation de la géométrie de l'ensemble du produit. Par conséquent, s'il existe des exigences strictes pour les écarts de forme et de conception, il est soumis à un traitement sous pression afin de corriger le défaut.

En outre, le traitement sous pression peut être utilisé pour durcir les surfaces du produit restauré, par exemple, après surfaçage ou après élimination mécanique d'une certaine surépaisseur de la pièce par découpe. La trempe par déformation est une manière assez rare de restaurer des pièces. Le choix en faveur de cette technique est extrêmement rare. Cela est dû au fait qu'un équipement assez coûteux est nécessaire pour le durcissement par déformation plastique de surface. Il n'est pas économiquement viable d'acheter de telles machines pour les utiliser occasionnellement en cas de besoin de restauration.

L'essence de l'écrouissage. La physiqueprocessus

En raison de quoi les qualités de résistance sont améliorées lorsque la couche de surface est déformée ? Bonne question. La réponse réside dans la théorie du rayonnement de la structure atomique des substances cristallines.

Les scientifiques ont pu prouver que la résistance dépend du nombre de défauts dans la structure cristalline. Selon leurs calculs, un mince fil métallique en fer parfaitement pur, sans défauts de structure ponctuels et linéaires, est capable de résister à d'énormes charges. Cependant, les corps réels ont toujours des défauts, de sorte que la force portante d'un tel fil dans des conditions réelles est assez faible. Mais lorsque le nombre de défauts augmente, un phénomène paradoxal se produit: les caractéristiques de résistance s'améliorent. Cela est dû au fait qu'un grand nombre de défauts crée des obstacles à leur mouvement et à leur sortie à la surface des grains, c'est-à-dire qu'ils empêchent l'apparition de concentrateurs de contraintes.

C'est exactement sur quoi repose l'effet durcissant du traitement sous pression: lors de la déformation, un grand nombre de défauts se produisent à l'intérieur des grains. Dans ce cas, les grains eux-mêmes acquièrent une forme caractéristique - la soi-disant texture. Il convient de noter que cette méthode permet non seulement d'augmenter la résistance et la résistance à l'usure, mais également de réduire la rugosité de la surface usinée.

Méthode de restauration de pièces par surfaçage

Cette méthode est la plus courante lors de la restauration des dimensions d'origine d'une pièce. La raison en est le bon marché relatif et la simplicité. Pour restaurer la géométrie du produit, vous n'avez besoin que d'une soudureappareil et matériel nécessaire pour le surfaçage.

Dans le cas où la taille est très cassée, le surfaçage dit combiné est utilisé. Son essence est la suivante: premièrement, l'acier ordinaire ou la fonte est appliqué au moyen d'un chauffage à la flamme de gaz ou à l'arc électrique. Et ce n'est qu'alors que l'arc électrique fait surface d'un alliage solide avec un bon ensemble de propriétés mécaniques et physiques. La qualité de surface après surfaçage peut être qualifiée d'insatisfaisante, une tolérance est donc nécessaire. Cette opération peut être réalisée sur un tour, une fraiseuse ou une aléseuse. L'utilisation d'outils burineurs et abrasifs est également autorisée (si le matériau déposé est très dur).

Méthodes galvaniques dans la restauration de pièces

Lorsque l'on considère la classification des méthodes de restauration des pièces, on ne peut manquer de mentionner la galvanoplastie. Cette méthode est très courante. Les bains de galvanoplastie sont établis depuis longtemps dans l'industrie et sont activement utilisés à la fois dans les usines de fabrication et dans les laboratoires de recherche. Le champ d'application de leur application est incroyablement vaste: de l'application de revêtements décoratifs aux matériaux de gravure.

En règle générale, cette méthode n'est applicable qu'avec un léger degré d'usure des surfaces de frottement, car l'épaisseur des revêtements appliqués par la méthode galvanique est très faible. En plus de restaurer les dimensions spécifiées, un tel revêtement peut agir comme un film protecteur et empêcher la corrosion et l'oxydation des matériaux.

L'avantage de cette méthode est la possibilitéobtenir des revêtements à partir de matériaux variés: nickel, chrome, aluminium, fer, cuivre, argent, or, etc. Par conséquent, la galvanoplastie est utilisée dans de nombreux secteurs de l'économie nationale.

Caractéristiques des méthodes de traitement thermique et chimico-thermique dans la restauration des produits

Il est difficile d'exagérer le rôle du traitement thermique en général dans l'ingénierie mécanique, et dans le domaine de la restauration de pièces en particulier. Il permet d'obtenir les qualités opérationnelles (résistance à l'usure, dureté) et technologiques (usinabilité, conductivité thermique) nécessaires.

Le traitement chimico-thermique est une question à part. Contrairement au traitement thermique traditionnel, au cours du traitement chimique, le produit est soumis non seulement à la température, mais également à une réaction chimique avec des atomes et des ions d'autres substances. Les atomes diffusent à une certaine profondeur à l'intérieur, modifiant ainsi la composition chimique de la couche de surface. Les propriétés de la couche de diffusion sont significativement différentes (pour le mieux) du matériau d'origine. Ainsi, la boration (saturation en atomes de bore) et la carburation (saturation en atomes de carbone) augmentent considérablement la dureté et contribuent à réduire le coefficient de frottement. En pratique, le silicium, l'azote, l'aluminium et d'autres éléments sont également utilisés comme éléments saturants.

Conclusion

La description ci-dessus des façons de restaurer des pièces n'est pas exhaustive. Seules les méthodes de base et les plus courantes sont présentées. Dans l'ensemble, il y en a beaucoup plus. De plus, les scientifiques du monde entier sont constammenttravaillent à la création de nouvelles méthodes et à l'amélioration de méthodes déjà connues d'application de revêtements et de restauration des dimensions géométriques des pièces.