Учебно-методический комплекс по дисциплине «Материаловедение»

Скачать 1.82 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Материаловедение»
страница	6/13
Дата публикации	29.10.2014
Размер	1.82 Mb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Право > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Порядок выполнения работы

Изучить работу твердомера типа ТК.
Подготовить образцы к испытанию (поверхность образца должна быть плоской и чистой от загрязнений и окалины. Толщина образца – не менее восьмикратной глубины отпечатка).
Выбрать в зависимости от заданных условий испытания и типа образца наконечник.
Закрепить наконечник в шпинделе установочным винтом.
Подобрать грузы соответственно выбранному наконечнику и применительно к шкале, по которой предполагается вести испытания и подвесить их.
Установить на столик (испытания круглых образцов производят с помощью специальной подставки) испытуемый образец и вращением маховика поднять его до соприкосновения с наконечником, а затем дальнейшим вращением маховика произвести предварительное нагружение до тех пор, пока малая стрелка индикатора не совпадет с красной точкой на шкале, а большая стрелка не примет вертикальное положение. Если малая стрелка индикатора перейдет за красную точку, то необходимо выбрать на испытуемой поверхности другую точку и испытание начать сначала; затем повернуть ободок индикатора до совпадения нуля черной шкалы с большой стрелкой.
Привести в движение механизм основного нагружения. В это время большая стрелка поворачивается против часовой стрелки и принимает некоторое положение. После секундной выдержки снять основную нагрузку возвращением рукоятки в начальное положение (притягивают ее к себе). Большая стрелка при этом вращается по часовой стрелке и занимает нужное положение.
Отсчитать числа твердости по шкале индикатора. В случае применения алмазного наконечника отсчет производить по наружной черной шкале С, при шариковом наконечнике – по внутренней красной шкале В. Опустить столик вращением маховика и снять образец.
Повторить эксперимент 3 раза.
Определить среднее число твердости НR.
Перевести полученную твердость по Роквеллу HR в твердость по Бринелю НВ.
Результаты испытаний внести в протокол.

Протокол испытания на твердость по методу Роквелла.

№ исп	Материал и толщина образца, мм	Наконечник	Нагрузка Р, кг	Шкала	Число твердости НR	Среднее число твердости HR	Твердость по Бринелю НВ
1.
2.
3.

Литература: [1,2,6,8].

Тема 4. Стали. Термическая обработка стали

Тема 5. Цветные металлы и сплавы.
Лабораторная работа № 8
Пайка
Цель работы: познакомиться с технологическими процессами пайки деталей мягкими и твердыми припоями.

Оборудование и материалы: паяльники для пайки мягкими припоями; муфельная электропечь; зажимные устройства; инструмент для зачистки поверхностей; припои, флюсы, вещества для обезжиривания образцов.

Общие сведения
Пайка – соединение двух или нескольких твердофазных образцов (деталей) материалов посредством смачивания их поверхности расплавом припоя и последующего остужения в соединенном состоянии.

Пайка используется:

Для достижения механического соединения.
Для вакуумного соединения.
Для электрического соединения.

Самые высокие к качеству пайки предъявляются при вакуумном соединении, затем при механическом, и, наконец, при электрическом соединении.

В большинстве случаев в качестве спаиваемых материалов и припоев используются металлы и их сплавы. За редким исключением (Au, Pd, Pt - золото, палладий, платина) поверхность металлов или сплавов покрыта оксидной пленкой или другими загрязнениями, которые для их смачивания припоями необходимо удалить. У некоторых металлов(Al, Ti, To –алюминий, титан, тантал) и сплавов (дюраль, чугун, нихром) химическая и механическая стойкость поверхностных загрязнений, а также скорость их поверхностного окисления столь высоки, что процесс пайки становится для них практически невозможным.

В остальных случаях для смачивания припоем поверхности образца (залуживания) необходимо:

1. Механически (напильником, абразивной бумагой и т.д) или химически (растворителем) очистить поверхность от загрязнений.

2. Нанести на поверхность флюс (специальное вещество, способствующее разрушению оксидной пленки и предотвращающее последующее окисление).

3. Покрыть поверхность расплавом припоя.

Надо иметь в виду, что поверхность образца при этом должна быть разогрета как минимум до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Для этого необходимо выбирать нагреватель (паяльник, термофен, газовая горелка) достаточной мощности. Использование слишком мощных или горячих нагревателей, как правило, также вредно, т.к. способствует более быстрому окислению поверхности, испарению или окислению флюса или припоя. Для качественного осуществления пайки в каждом конкретном случае нужен правильный подбор припоя, флюса, нагревателей и т.д.

При механическом соединении деталей с помощью пайки важно помнить, что прочность припоя почти всегда меньше прочности самих деталей и место соединения может оказаться самым слабым местом конструкции. Для увеличения прочности конструкции нужно использовать плотно подогнанные детали, чтобы припой не вытекал из соединения и толщина слоя припоя была минимальной. При возможности детали желательно сжать, чтобы выдавить лишний припой и остудить в сжатом состоянии.

Вакуумная пайка должна осуществляться специалистами, умеющими контролировать качество залуживания поверхности.

Чем выше температура припоя, тем выше его прочность в охлажденном состоянии. Но, с другой стороны, чем ниже температура пайки, тем легче ее выполнить. Поэтому очень важно правильно выбрать соответствующий тип припоя. Довольно часто возникает необходимость выполнить несколько близко расположенных соединений. В этом случае бывает полезно в некоторых местах сделать горячую пайку, а остальные затем соединить более холодной.

Различают два вида пайки: 1) пайку мягкими припоями, если температура плавления припоя не превышает 400 ⁰С; 2) пайку твердыми припоями, если температура плавления припоя выше 400 ⁰С.

Механическая прочность паяных швов при пайке мягкими припоями составляет 50-70 МПа, а при пайке твердыми припоями - около 400 МПа.

Нагрев при пайке может осуществляться паяльниками, горелками, в печах, ТВЧ, контактным способом, а также способом окунания деталей в расплавленный припой. Способ нагрева в каждом конкретном случае выбирается в зависимости от способа пайки и характера выполняемой работы.

При пайке мягкими припоями применяют в основном следующие припои: 1) оловянно-свинцовые (ПОС), имеющие температуру плавления 183-277 ⁰С, представляющие собой сплавы олова и свинца с добавкой 1,5-2% сурьмы; 2) малооловянистые и безоловянистые, имеющие температуру плавления 304-372 ⁰С, представляющие собой сплавы свинца с оловом, сурьмой и цинком; 3) легкие припои (ПОСК 50; ПОСВ 33; ПОК 56 и др.), имеющие температуру плавления 60,5-145 ⁰С, представляющие собой сплавы олова, висмута, свинца и кадмия, они применяются в том случае, когда соединяемые детали нельзя нагревать до высоких температур, а также в особых случаях, когда требуется иметь соединение, расплавляющееся при невысоких температурах (спринклерные головки и др.); 4) специальные припои, используемые в особых случаях (например, для пайки алюминия используют припои оловянно-кадмиевые Авиа-1 и Авиа-2, так как цинк и кадмий хорошо диффундируют в алюминий).
Наиболее часто используемые припои, температуры и технологии пайки

Припой	t плавления припоя, ⁰С	t пайки, ⁰С	Флюс	Нагреватель	Назначение
Латунь ПМЦ 36 (Cu 30%,Zn 64%)	800	850-950	нашатырь NH₄Cl + ортофосфорная кислота HPO₃	газовая горелка	Прочное механическое соединение различных сталей (в т.ч. нержавеющей) и др. Пример: пайка победитовых наконечников ударных сверл
«Серебро» ПСр 65 (эвтектический сплав Ag 65%, Cu 35%)	695	750-850	NH₄Cl+ HPO₃	газовая горелка	Прочное вакуумное соединение меди, сталей, нерж.стали, латуни и др. Пример: вакуумная техника, холодильное оборудование
Крепкий припой (Pb 67%, Sn 33%)	260	290-330	Раствор ZnCl₂	Термофен, паяльник	Соединение меди, латуни, бронзы, сталей, медно-никелевых сплавов
Оловянно-серебряный (Sn 96,5%, Ag 3,5%)	235	260-290	1) Раствор ZnCl₂		Вакуумно-плотные соединения меди, латуни, бронзы, сталей, медно-никелевых сплавов, нерж.стали и др
Оловянно-серебряный (Sn 96,5%, Ag 3,5%)	235	260-290	2)канифоль и другие специальные флюсы		Бессвинцовая экологичная электротехническая пайка
Мягкий припой ПОС (Sn 67%, Pb 33%) – самый распространенный	180	205-235	1) ZnCl₂		Механическое соединение стали, нержавеющей стали
Мягкий припой ПОС (Sn 67%, Pb 33%) – самый распространенный	180	205-235	2) канифоль, др. спец. флюсы – явл. изоляторами		Электротехническое соединение
Индий-оловянный (In 60%, Sn 40%) –исп., если детали нельзя сильно греть или они слишком большие	120	135-150	То же	Т.к. температуры обычных сетевых паяльников слишком велики для этого припоя, но напряжение питания паяльника уменьшают, включая его через ЛАТР или исп. паяльники с регулировкой температуры	Электротехнический ремонт
Низкотемпературный припой (In 60%, Sn25%, Cd 10%, Pb 5%), Сплав Вуда*	105 65			То же	То же

*содержит висмут Bi.
С увеличением содержания Bi ухудшается смачивающая способность припоя, выполнение пайки осложняется, а качество пайки становится плохим.

В качестве флюсов при пайке мягкими припоями применяют следующие материалы: 1) хлористый цинк (30% раствор хлористого цинка в воде) для пайки черных и цветных металлов; 2) канифоль натуральную для пайки монтажных соединений меди и ее сплавлв; 3) пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и вазелина, для пайки черных и цветных металлов и другие флюсы.

При пайке твердыми припоями наиболее широкое распространение получили следующие припои: 1) чистая электролитичекая медь марок М1 и М2, температура плавления 1083 ⁰С, применяется для пайки сталей и твердых сплавов: 2) медноцинковые припои (ПМЦ-36, ПМЦ-54, а также латуни Л62, Л68), температура плавления 845-900 ⁰С, применяются для пайки черных и цветных металлов; 3) серебряные припои (ПСр-72, ПСр-52, ПСр-25 и др.), температура плавления 635-870 ⁰С, применяются для пайки черных и цветных металлов, обеспечивают получение высококачественных швов и другие припои.

В качестве флюсов при пайке твердыми припоями применяют следующие составы: 1) для сталей и медных сплавов используют буру в виде порошка, пасты или смеси буры и борной кислоты (при использовании медных припоев); 2) для пластин твердого сплава серебряными припоями применяют флюс, состоящий из 43% фтористого калия и 57% борной кислоты; 3) для пластин алюминия алюминиевыми припоями применяется флюс, состоящий из 25-35% хлористого лития, 12-18% фтористого калия, 18-15% хлористого цинка и 59% хлористого калия.

Порядок выполнения работы
Получить неразъемное соединение пайкой мягким припоем:

Очистить от ржавчины, окалины и грязи контактирующие поверхности деталей;
Подогнать детали так, чтобы контактирующие поверхности хорошо прилегли друг к другу, и зазор между ними был равномерный;
Обезжирить подогнанные поверхности и обработать их флюсом;
Приложить детали друг к другу и произвести пайку. Обратить особое внимание на хороший прогрев деталей (нагрев вести с более массивной детали). Если припой плохо ложится по причине малой жидкотекучести, надо увеличить прогрев деталей, а если припой не пристает к детали, то необходимо повторно обработать флюсом эти места поверхностей. После наложения припоя следить за тем, чтобы детали до полного остывания находились в прижатом состоянии;
Визуально оценить качество полученного соединения.

Получить неразъемное соединение пайкой твердым припоем:

Тщательно очистить от ржавчины, окалины и грязи поверхности, подлежащие пайке;
Подготовить (подогнать) детали для сборки перед пайкой;
Обезжирить подогнанные поверхности и обработать их флюсом;
Провести сборку деталей при помощи приспособления, проволоки (проволока должна быть стальная или нихромовая) или каким либо другим способом, обратив особое внимание на надежность крепления при нагреве до высоких температур и на равномерность зазора по всей поверхности прилегания. Припой закрепить при сборке;
Установить собранную конструкцию в печь и нагреть до полного расплавления припоя;
Вынуть конструкцию из печи и охладить;
Снять крепление, очистить деталь от окалины и флюса;
Визуально оценить качество полученного соединения.

Вопросы для самопроверки:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Похожие:

	Учебно-методический комплекс по дисциплине Материаловедение ...		Учебно-методический комплекс ростов-на-Дону 2009 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Адвокатская деятельность и адвокатура» разработан в соответствии с образовательным стандартом...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Примерная структура, состав и содержание учебно-методического комплекса... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социология рекламной деятельности» составлен в соответствии с требованиями Государственного...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психология стресса» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психодиагностика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы патопсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Анатомия цнс» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «земельное право» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы нейропсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...

Школьные материалы