Требования по технологическим свойствам

Технологические свойства определяют затраты на изготовление деталей. К автомобильным материалам предъявляются высокие требо­вания по технологическим свойствам, т.к. чаще всего это сложные де­тали машин, у которых должна быть обеспечена высокая точность раз­меров и чистота обрабатываемой поверхности.

К технологическим свойствам относятся:

• обрабатываемость давлением;

• свариваемость;

• литейные свойства;

• обрабатываемость резанием;

• шлифуемость;

• поведение в процессе термической обработки - закаливаемость, прокаливаемость, деформация при термической обработке.

От технологических свойств на этапе заготовительного производ­ства: обрабатываемости давлением, свариваемости, литейных свойств, зависит выбор способа производства заготовки. Большинство заготовок в автомобилестроении производят методом холодной либо горячей об­работки давлением — это в основном поковки и штампованные заготов­ки, изготовленные из металлопроката. Заготовки, полученные таким способом, обладают наиболее благоприятной структурой. В них сохра­няется волокнистая структура, а после операции отжига формируется мелкозернистая однородная структура, что обеспечивает деталям по­вышенные механические свойства.

Обрабатываемость давлением - это способность металлов при­нимать заданную форму и размеры без нарушения целостности после пластического деформирования. Зависит от пластичности сплава. По­ковки и штампованные заготовки изготавливают в основном из низко- и среднеуглеродистых, преимущественно качественных сталей. Для производства таких заготовок пригодны легированные стали перлитно­го класса, а также деформируемые одно- или двухфазные цветные спла­вы.

Для деталей очень сложной формы в случае использования мате­риалов, обладающих пониженной пластичностью, например чугунов, применяют другой способ производства заготовок - литье. Использова­ние литых заготовок более эффективно по сравнению со штампован­ными заготовками для малонагруженных деталей машин (кронштейнов, педалей т.п.) и для очень сложных деталей (блоки двигателей, картеры), для которых литье является единственным способом производства за­готовок. Литые заготовки но основным свойствам уступают горячештампованным из-за наличия дефектов литой структуры, но чаще всего они значительно дешевле.

В автомобилестроении наряду с литьем в песчано-глинистые фор­мы используют специальные способы литья по выплавляемым моде­лям: литье в кокиль, литье под давлением и т.д. Применение таких спо­собов экономически оправдано, т.к. автомобильная промышленность относится к крупносерийному производству.

Литейные свойства являются комплексным показателем и зави­сят от жидкотекучести, склонности к растворению газов, усадки и др. свойств. Литейные свойства определяются химическим составом мате­риал и его структурой. Хорошими литейными свойствами обладают чугуны, литейные цветные сплавы, в структуре которых присутствует эвтектика.

Свариваемость - это комплексное свойство материалов получать сплошной сварной шов, обладающий свойствами, близкими к основно­му металлу с минимумом дефектов. Свариваемость зависит от химиче­ского состава сталей и сплавов. Хорошей свариваемостью обладают конструкционные углеродистые стали с пониженным содержанием уг­лерода (С < 0,25 %) и легированные перлитного класса (содержание легирующих элементов менее 5 %), а также высоколегированные стали ферритного и аустенитного классов, некоторые группы деформируемых цветных сплавов.

Высоколегированные стали, которые закаливаются на воздухе, - это стали плохой свариваемости, т.к. их сварной шов не обладает пла­стичностью.

Для сварных конструкций автомобилей, например кузовных дета­лей, рам, используют материалы только с хорошей свариваемостью.

Обрабатываемость резанием - это способность поддаваться об­работке режущим инструментом, обеспечивая высокое качество обра­ботанной поверхности. Оценивается по производительности, т.е. по ко­личеству металла, снимаемому в единицу времени. Зависит от твердо­сти и пластичности сплава в состоянии поставки, от структуры сплава, а также от способности к отводу тепла из зоны резания, т.е. теплопро­водности.

Хорошо обрабатываются резанием стали и сплавы с твердостью НВ < 300. К труднообрабатываемым относятся материалы, с повышен­ной твердостью в отожженном состоянии, либо с высокой вязкостью, например нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы. Некоторые цветные сплавы повышенной вязкости также относятся к группе труднообрабатываемых.

Для оценки обрабатываемости резанием используется сравнитель­ный коэффициент обрабатываемости «К». При обработке стали 45 рез­цами из сталей Р18 или Р6М5 «К» принимается за единицу.

Шлифуемость - это способность поддаваться обработке шлифо­вальным инструментом. Оценивается по производительности и качест­ву обработанной поверхности. Шлифуют детали чаще всего на завер­шающем этапе технологического процесса изготовления в термически обработанном состоянии. Как правило, проблем при шлифовании у конструкционных сталей перлитного класса не возникает. Трудно шли­фуются вязкие нержавеющие, жаропрочные стали и сплавы, цветные сплавы.

Шлифуемость - важная технологическая характеристика, т.к. при производстве высокоточных деталей автомобилей на шлифование мо­жет приходиться до 60 % затрат.

Поведение стали при термической обработке определяет воз­можность ее использования с точки зрения обеспечения комплекса ос­новных свойств деталям машин. Показатель комплексный, включает в себя закаливаемость, прокаливаемость, деформацию при термической обработке.

Закаливаемость - способность приобретать высокую твердость при закале. Зависит в основном от содержания углерода в стали.

Прокаливаемость - способность стали приобретать закаленную структуру на определенную глубину. Характеризуется критическим диаметром, на который закаливается сталь (). Для конструкционных сталей допускается в сердцевине 50 % мартенсита и 50 % троостита (). Зависит от содержания углерода и легирующих элементов.

Деформация при термической обработке зависит от химическо­го состава стали, т.к. этим определяется выбор сред для охлаждения при закалке. Детали из легированных сталей меньше деформируются, т.к. могут закаливаться в масле. Поэтому из них рекомендуется изго­тавливать детали большего сечения и более сложной формы, чем дета­ли из углеродистых сталей.

Материал считается технологичным, если он обладает комплексом технологических свойств.

86. Автомобильные материалы делятся на:

1 конструкционные не металлические материалы

Резинотехнические изделия

Пластмассы

Стекло

2 материалы для поддержания работоспособности автомобиля

Лакокрасочные материалы

Клеящие материалы

3 горючесмазочные материалы и специальные жидкости

Топливо

Смазочные материалы

Специальные жидкости