| |
характеризуется высокой степенью монохроматичности и когерентности. Для
увеличения плотности потока излучения и локализации зоны обработки используются
оптические системы, которые обеспечивают высокую плотность потока излучения (до
107 кВт/м2), необходимую для создания термического эффекта за короткое время
(длительность импульса 0,1—1 мс). Лазерная обработка применяется для
образования малых отверстий диаметром 0,1—1 мм в деталях небольшой толщины (до
10 мм) и для разрезки заготовок из любых материалов. Характеризуется высокой
точностью обработки отверстий, шероховатостью поверхности Rа 2,5—0,16 мкм при
небольшой глубине структурного изменения поверхностного слоя (1—100 мкм).
Эффективность обработки повышается при совмещении воздействия лазерного луча с
искровым разрядом, а также в случае применения сжатого воздуха для продувки при
калибровке отверстий (например, в деталях топливной аппаратуры, лопатках
газовых турбин, экранах камер сгорания). Для разрезания листов толщиной до 1,
5 мм применяют твердотельные лазеры на алюмоиттриевом гранате, толщиной до
10 мм — более мощные газовые (углекислый газ) лазеры. Процессы резки и удаления
продуктов разрушения интенсифицируют совместным воздействием луча лазера и
струи газа (обычно кислорода). Режим обработки: мощность 300—1000 Вт, плотность
потока излучения в зоне обработки 106—107 кВт/м2, ширина реза 0,2—1 мм,
скорость резки 0,5—10 м/мин. Способ применяется для прямолинейной и контурной
обрезки лопаток газовых турбин, вырезки шаблонов, сеток нагревательных
элементов, для разметки заготовок и маркировки деталей. Обработка
осуществляется на лазерных установках, оснащённых ЧПУ для координатного
перемещения стола.
Размерное химическое травление, или химфрезерование, получило распространение в
авиационной промышленности с 1953—54. Способ разработан на основе технологии
цинкографии и химического гравирования, основан на химическом взаимодействии
материала заготовки с определёнными химическими растворами, в результате чего
происходит удаление части материала в виде летучих или растворимых веществ.
Достоинством способа является возможность уже на стадии проектирования
предусмотреть объединение тонкостенных деталей в монолитные узлы (например,
сопряжение обшивки с окантовкой, накладками, усиливающими лентами) и тем самым
уменьшить многодетальность конструкции ЛА, а также обеспечить равнопрочность,
снижение массы.
Применяют эквидистантное травление, в том числе контурное и общее, и
неэквидистантное, в том числе доводочное и направленное (калибровочное), с
использованием различных агрессивных сред. При контурном травлении на очищенную
и обезжиренную заготовку наносится специальное лакокрасочное покрытие
(определённого состава в зависимости от применяемого раствора для травления);
по шаблону прочерчивается контур детали, удаляется покрытие с мест травления,
деталь подвергается травлению, осветлению и промывке, после чего очищается от
покрытия. Контурное травление может быть одно-, многоступенчатым и простым.
Общее травление имеет целью доведение размеров заготовки до заданных и
улучшение качества поверхности. При доводочном травлении производится местное
или общее удаление тонких слоев материала, в результате чего уменьшается масса
детали, улучшается качество поверхности (снижается шероховатость), повышается
точность обработки. При этом возможно также исправление недостатков
предшествующих операций. Направленное травление осуществляется воздействием
травителя на отдельные участки детали в течение определённого времени (например,
деталь постепенно погружают в раствор и вынимают из него).
При химическом травлении используют различные растворы: для алюминиевых сплавов
раствор на основе щёлочи с добавлением серы и серосодержащих и др. соединений;
для титановых сплавов — плавиковую кислоту, другие минеральные кислоты,
сульфокислоты; для магниевых сплавов — серную кислоту, другие кислоты, глицерин,
ингибиторы; для стальные деталей — смесь минеральных кислот. Химическое
травление оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость материалов,
уменьшает концентрацию напряжений вокруг неровностей поверхности листовых
деталей. Способ обработки является энергосберегающим процессом, так как требует
в 3—5 раз меньше затрат энергии, чем при обработке резанием.
Термическая обработка металлов — технологические процессы, состоящие из нагрева,
выдержки и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и
свойств. В Т. а. используются такие виды термической обработки, как закалка,
отпуск, старение и др. Закалка осуществляется для повышения прочности материала
в результате образования неравновесной структуры. Для получения неравновесной
структуры сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твёрдом
состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное
превращение при охлаждении. Чем меньше критическая скорость охлаждения, тем
глубже прокаливается материал детали. Критическая скорость охлаждения стали
уменьшается с повышением содержания углерода и легирующих примесей. Отпуск
осуществляется для уменьшения хрупкости, снижения внутренних напряжений,
повышения характеристик пластичности. Старение используют для повышения
прочности главным образом алюминиевых и медных сплавов, жаропрочности никелевых
сплавов. Обработка на бейнит проводится для одновременного повышения
прочностных и пластических характеристик стали. Термомеханическую обработку
(сочетание термической обработки с пластическим деформированием) применяют для
получения более высокой прочности, чем при закалке с отпуском.
Химико-термическую обработку (сочетание термической обработки с изменением
химического состава металла путем воздействия на него определённых сред)
осуществляют для изменения химического состава, структуры и свойств
поверхностных слоёв деталей. С этой целью проводят насыщение поверхностного
слоя низкоуглеродистых сталей углеродом (цементация), азотом (азотирование),
|
|