Classificação das formas de restauração de peças e suas características

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Atualmente, os engenheiros estão trabalhando ativamente para criar novos e melhorar os métodos tradicionais de restauração de peças. E há razões objetivas para isso: primeiro, em alguns casos, a fabricação de novos produtos a partir de aços caros é mais onerosa em termos de recursos e, segundo, a empresa simplesmente não tem capacidade tecnológica para produzir novas peças complexas em forma e requisitos técnicos.

Organizações que operam equipamentos complexos e caros (por exemplo, caminhões de mineração pesados) estão interessadas em melhorar vários métodos de restauração de peças desgastadas.

Disposições Gerais

Todos os métodos de restauração de peças visam regenerar as propriedades de desempenho e as características originais do produto. No processo de trabalho, esfregandoas superfícies dos pares de atrito podem se desgastar (como resultado da alteração de suas dimensões), desmoronar (como resultado do acúmulo de tensões de fadiga sob cargas alternadas frequentes), receber danos mecânicos e alterar suas propriedades físicas e mecânicas. Um tipo separado de dano durante a operação é a violação (dano) do revestimento protetor anticorrosivo e resistente ao desgaste.

Os métodos e métodos de restauração de peças são muito diversos. No entanto, o desgaste das peças da máquina pode ter diferentes consequências e um mecanismo de formação e causas diferentes. Ao escolher uma tecnologia específica para a restauração de superfícies desgastadas, o engenheiro deve antes de tudo considerar quais propriedades (mecânicas e físicas) o produto deve ter.

Assim, em alguns casos, é necessário atingir a máxima resistência à fadiga da estrutura e elasticidade. Às vezes, a composição química da camada superficial é crítica, o que permite aumentar a resistência ao calor, fragilidade ao vermelho (fragilidade ao frio), resistência a meios agressivos, portanto, em cada caso específico, deve-se dar preferência ao método de restauração de peças que pode atender a todos os requisitos. Requisitos tecnológicos e de design especiais também incluem integridade (ausência de poros, microfissuras, inclusões não metálicas), a massa de elementos estruturais individuais e o produto como um todo, indicadores de rugosidade, propriedades mecânicas (dureza e microdureza), a possibilidade de usinagem e pressão (endurecimento adicional devido à deformação da camada superficial eendurecimento), a precisão dos desvios geométricos de superfícies e formas.

Classificação das formas de restauro de peças por tipo de defeitos a eliminar

Toda a variedade de métodos de recuperação, dependendo da natureza dos defeitos, geralmente é dividida nos seguintes grupos:

• corte e metalurgia;
• solda e solda;
• deformação plástica;
• fusão;
• metalização e pulverização por difusão;
• tecnologia de galvanoplastia;
• tratamento térmico químico (CHT), bem como tratamento térmico tradicional;
• uso de materiais compósitos.

Classificação dos métodos de recuperação dependendo da natureza do impacto na peça

De acordo com este princípio, todas as operações de recuperação são divididas em três grupos:

• processando sem remover permissões;
• usinagem de peças com remoção de material;
• operações tecnológicas associadas à aplicação de revestimentos e materiais de uma forma ou de outra.

Faz sentido dar uma classificação mais detalhada dos grupos listados, pois cada um deles inclui muitos métodos de processamento usando equipamentos e princípios muito diferentes. Em alguns casos, a duplicação em nome do método de restauração de peças é possível, pois um método pode ser aplicado simultaneamente a váriosgrupo.

Restauração sem remoção de permissões:

• endurecimento e modelagem por deformação plástica a frio e quente, calibração;
• tratamento químico-térmico (realizado para aumentar a dureza, melhorar o desempenho);
• tratamento térmico (aumento da dureza, remoção de tensões perigosas e assim por diante).

Métodos para restaurar peças desgastadas envolvendo a remoção de uma camada de material:

• usinagem;
• processamento eletrofísico;
• métodos combinados.

O último subgrupo inclui métodos que permitem aplicar uma camada protetora adicional de material na superfície da peça. Os principais métodos de recuperação de peças revestidas incluem:

• deposição de revestimentos metálicos e não metálicos no forno (metalização, pulverização, revestimento e outros);
• métodos de revestimento eletrofísico (banhos de galvanoplastia, métodos de eletrofaísca e assim por diante).

Características das operações de serralharia e restauro mecânico

Este método de restauração e endurecimento de peças é utilizado nos casos em que se torna necessário obter um tamanho de reparo novo ou antigo do produto, bem como quando é necessário instalar um novo elemento do produto de engenharia restaurado. Assim, o processamento mecânico e serralheiro pode servir como uma espécie de operação intermediária,destina-se a preparar superfícies para a aplicação e pulverização de revestimentos de endurecimento adicionais. No entanto, na maioria das vezes, o corte é final e visa corrigir defeitos de forma e superfície que surgiram por um motivo ou outro. Tais razões podem ser deformação de superfície e volume de peças e blanks para dar-lhes maior resistência e as características de desempenho mais favoráveis, revestimento de pó de metal e eletrodo, e assim por diante.

O processamento sob medida deve garantir todos os requisitos tecnológicos e de projeto: limpeza e rugosidade das superfícies, valores e magnitude da folga ou interferência (se o pouso for realizado com ajuste de interferência), desvios da forma geométrica, e assim por diante.

Um engenheiro faz uma escolha em favor de um ou outro método mecânico de restauração de uma peça, levando em consideração vários fatores diferentes. Portanto, se o grau de desgaste da peça for muito grande, faz sentido instalar uma peça de reparo adicional. Nesse caso, a superfície com processamento subsequente custará muito mais e exigirá qualificações muito altas do executor. Todos os tipos de buchas e adaptadores servem como peças.

Característica de restauração de peças por deformação plástica

A deformação é utilizada tanto para alterar a forma e as dimensões geométricas da peça, quanto para melhorar as características operacionais da superfície do produto (indicador de dureza e resistência ao desgaste).

Com uma mudança na forma, tudo fica claro:quando uma carga significativa é aplicada a um corpo sólido e depois removida, a deformação residual permanece. Este método de restauração de peças de máquinas é usado na prática se for necessário alinhar produtos que foram danificados como resultado de uma colisão. Este tipo de trabalho inclui tanto a carroceria de um carro que sofreu um acidente quanto o endireitamento de uma chapa de aço grossa. Muitas vezes, a necessidade de tratamento de pressão surge após o tratamento de soldagem: ao aplicar uma costura, certas zonas locais ficam muito quentes, o que leva a uma expansão linear de certos elementos da estrutura soldada. Durante o resfriamento, ocorre o processo inverso - uma diminuição no tamanho, o que leva ao empenamento e à violação da geometria de todo o produto. Portanto, se houver requisitos rígidos para os desvios de forma e design, ele é submetido a tratamento de pressão para corrigir o defeito.

Além disso, o tratamento de pressão pode ser usado para endurecer as superfícies do produto restaurado, por exemplo, após o revestimento ou após a remoção mecânica de uma certa tolerância da peça por corte. O endurecimento por deformação é uma maneira bastante rara de restaurar peças. A escolha a favor desta técnica é extremamente rara. Isso se deve ao fato de que equipamentos bastante caros são necessários para o endurecimento por deformação plástica da superfície. Não é economicamente viável adquirir tais máquinas para uso ocasional em caso de necessidade de restauração.

A essência do endurecimento por tensão. Físicaprocesso

Devido a que as qualidades de resistência são melhoradas quando a camada superficial é deformada? Boa pergunta. A resposta está na teoria da radiação da estrutura atômica das substâncias cristalinas.

Os cientistas conseguiram provar que a força depende do número de defeitos na estrutura cristalina. De acordo com seus cálculos, um fino fio de metal feito de ferro perfeitamente puro, sem pontos e defeitos estruturais lineares, é capaz de suportar enormes cargas. No entanto, corpos reais sempre têm defeitos, portanto, a resistência ao rolamento de tal fio em condições reais é bastante pequena. Mas quando o número de defeitos aumenta, surge um fenômeno paradoxal - as características de resistência melhoram. Isso se deve ao fato de que um grande número de defeitos cria obstáculos para sua movimentação e saída para a superfície dos grãos, ou seja, impede a ocorrência de concentradores de tensão.

É exatamente nisso que se baseia o efeito de endurecimento do tratamento por pressão: durante a deformação, ocorre um grande número de defeitos no interior dos grãos. Nesse caso, os próprios grãos adquirem uma forma característica - a chamada textura. Deve-se notar que este método permite não só aumentar a resistência e resistência ao desgaste, mas também reduzir a rugosidade da superfície usinada.

Método de restauração de peças por revestimento

Este método é o mais comum ao restaurar as dimensões originais de uma peça. A razão para isso é o relativo baixo custo e simplicidade. Para restaurar a geometria do produto, você só precisa de uma soldaaparelhos e material necessário para a pavimentação.

No caso de o tamanho estar muito quebrado, é usado o chamado revestimento combinado. Sua essência é a seguinte: primeiro, o aço comum ou o ferro fundido é aplicado por meio de chama a gás ou aquecimento por arco elétrico. E só então a superfície do arco elétrico é de uma liga forte com um bom conjunto de propriedades mecânicas e físicas. A qualidade da superfície após o revestimento pode ser descrita como insatisfatória, portanto, é necessária uma tolerância. Esta operação pode ser realizada em torno, fresadora ou mandriladora. O uso de ferramentas de cinzelamento e abrasivos também é permitido (se o material depositado for muito duro).

Métodos galvânicos na restauração de peças

Ao considerar a classificação dos métodos de restauração de peças, não se pode deixar de mencionar a galvanoplastia. Este método é muito comum. Os banhos de galvanoplastia estão firmemente estabelecidos na indústria e são usados ativamente tanto em fábricas quanto em laboratórios de pesquisa. O escopo de sua aplicação é incrivelmente extenso: desde a aplicação de revestimentos decorativos até materiais de gravação.

Em regra, este método é aplicável apenas com um ligeiro desgaste das superfícies de atrito, uma vez que a espessura dos revestimentos aplicados pelo método galvânico é muito pequena. Além de restaurar as dimensões especificadas, tal revestimento pode atuar como uma película protetora e evitar a corrosão e oxidação dos materiais.

A vantagem deste método é a possibilidadeobtenção de revestimentos usando uma variedade de materiais: níquel, cromo, alumínio, ferro, cobre, prata, ouro e assim por diante. Portanto, a galvanoplastia é utilizada em diversos setores da economia nacional.

Características dos métodos de tratamento térmico e químico-térmico na restauração de produtos

É difícil exagerar o papel do tratamento térmico em geral na engenharia mecânica e no campo da restauração de peças em particular. Permite obter as qualidades operacionais (resistência ao desgaste, dureza) e tecnológicas (usinabilidade, condutividade térmica) necessárias.

O tratamento químico-térmico é uma questão à parte. Ao contrário do tratamento térmico tradicional, durante o tratamento químico, o produto é submetido não apenas à temperatura, mas também a uma reação química com átomos e íons de outras substâncias. Os átomos difundem-se a uma certa profundidade no interior, alterando assim a composição química da camada superficial. As propriedades da camada de difusão são significativamente diferentes (para melhor) do material original. Assim, a boração (saturação com átomos de boro) e a cementação (saturação com átomos de carbono) aumentam significativamente a dureza e ajudam a reduzir o coeficiente de atrito. Na prática, silício, nitrogênio, alumínio e outros elementos também são usados como elementos saturantes.

Conclusão

A descrição acima das maneiras de restaurar peças não é exaustiva. Apenas os métodos básicos e mais comuns são apresentados. Ao todo, há muitos mais deles. Além disso, cientistas de todo o mundo estão constantementeestão trabalhando na criação de novos e no aprimoramento de métodos já conhecidos de aplicação de revestimentos e restauração das dimensões geométricas das peças.