Специальная часть

В авиастроении наибольшее внимание уделяется качеству изготавливаемых деталей, каждая из которых в конструкции самолета выполняет свою особо ответственную функцию. Качалка обладает высокой прочностью и относительной легкостью. Благодаря низкой тепло и электропроводности сплав АК6 хорошо проявляет себя при температуре свыше 120 °C и до 250 °C. Он не склонен к образованию трещин, но при повышении температуры выше 80 °C склонен к образованию межкристаллитной коррозии.

Термообработка является важным этапом полного цикла производства качалки, так как детали приобретают необходимые механические свойства. В связи с этим необходимы мероприятия по улучшению качества продукции, минимизации брака, возникающие в процессе термообработки.

Важно четко соблюдать технологию термической обработки качалки, так как при несоблюдении возможно появлении следующих дефектов:

1. Коробление – к такому дефекту приводит возникновение неравномерных внутренних напряжений, которые происходят при нагреве под закалку и самой закалке.

Уменьшению коробления при закалке способствуют следующие мероприятия:

– применение более мягкой охлаждающей среды;

– применение корзин, подвесок.

2. Остаточные внутренние напряжения. В тех случаях, когда деталь коробится при закалке, внутренние напряжения снижаются до малых величин. В других случаях величина внутренних напряжений не достигает тех значений, которые способны обеспечить деформацию металла, и возникшие напряжения остаются в металле в уравновешенном состоянии в виде остаточных напряжений, которые до времени не проявляются. Необходимо технологию изготовления деталей механической обработкой из штамповок, построить так, чтобы эти напряжения перераспределялись в процессе обработки, не вызывая больших короблений и поводок.

3. Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов под воздействием химического или физико-химического влияния окружающей среды.

На границах зерен в виде цепочки выпадает интерметаллидное соединение CuAl₂, которое разрушается при протекании коррозии с выделением водорода. За счет отсутствия окислителя в растворе на соединении CuAl₂ не образуется кроющая защитная пленка и идет его интенсивное растворение. Замечено, что первоначальное выделение водорода, дальнейшее развитие межкристаллитной коррозии наблюдается в местах трещин, микропор на поверхности сплава. Иногда межкристаллитная коррозия может развиваться с образованных между границами зерен питтингов. Подкисление электролита внутри питтинга способствует ее развитию.

Коррозия качалки представлена на рисунке 14.

Рисунок 14 – Коррозия качалки из алюминиевого сплава АК6, х 200

Межкристаллитная коррозия представляет собой вид коррозии, при котором поражение происходит в основном по границам зерен, в то время как тело зерен остается непораженным. Главной же движущей силой коррозионного поражения сплавов считается разница электрохимических потенциалов на границе раздела матрица/частица. Таким образом, факторы, определяющие коррозионное поведение сплавов, подразделяют на структурные и фазовые по принадлежности к основным элементам структуры сплава. К первым относятся факторы, «отвечающие» за строение матрицы, а ко вторым – за строение частиц вторых фаз.

Склонность к межкристаллитной коррозии проверяется на образцах, вырезанных вдоль оси из формообразованной части качалки каждой партии не ранее, чем через сутки после закалки. В случае неудовлетворительных результатов испытаний на склонность к межкристаллитной коррозии допускается повторная термообработка (закалка) качалки с последующим контролем по всем параметрам.

4.Несоответствие механических свойств, требованиям технических условии выражается в получении при контрольных испытаниях заниженных значений предела текучести, твердости и относительного удлинения.

Для проведения качественной термической обработки необходимо использовать печи, способные обеспечить нагрев до необходимой температуры и длительное время поддерживать температуру садки в этом интервале. Печи должны быть оборудованы надежными средствами автоматического контроля и регулирования температуры.

5. Закалочные трещины. При закалке качалки температурные градиенты, следовательно, и внутренние напряжения могут достигать высоких значений.

Внутренние закалочные трещины в качалке, являются скрытым дефектом и могут быть обнаружены ультразвуковым методом.

Во избежание данного дефекта необходимо избегать мест с резкими изменениями объемов металла. Трещина качалки представлена на рисунке 15.

Нагрев выше температуры 560^оСвызывает перегрев (рост зерна, окисление и оплавление границ зерна), что приводит к катастрофическому падению прочности и пластичности. Поэтому ясно, что при термической обработке алюминия важно соблюдать температурный режим закалки. При возникновении у лаборанта подозрений на несплошность (трещины, внутренние поры, складки, закаты) качалки подвергаются разрезке и просмотру шлифа на микроскопе с увеличением более 200 крат.

Рисунок 15 – Трещина качалки из алюминиевого сплава АК6, х 200

Микроструктура формообразованной части качалки не должна иметь пережога и повторной проверке не подвергается. В случае получения пережога вся термосадка бракуется. Контроль микроструктуры на пережог проводится в центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ), в соответствии с ГОСТ 27637–88.

Для получения требуемых механических свойств, важно контролировать температуру печи, и регистрировать ее, для последующего анализа, в случае получения брака. Измерения необходимо проводить с особой точностью. Трещина не исправимый брак.

Планировка термического участка

Термический участок является одноэтажным зданием шириной в 3 пролёта. Ширина пролёта термического участка является 18 м.

Длина участка составляет 18 м. Шаг колонн равен 6 м. Высота термического участка для лучшего обмена воздуха и для возможности установки кранов принимается 10 м до низа конструкции покрытия. Высота термического участка с кранами принимается: до подкранового пути (т.е. от уровня пола до верха головки рельса подкранового пути) 8 м, а до низа конструкций покрытия соответственно 10 м. Термический участок имеет одну наружную стену, что диктуется удобствами транспортировки технологических материалов, а также лучшими условиями для естественной вентиляции участка.

Над участком, установлено без чердачное покрытия. В состав такого покрытия входит несущая конструкция. Выбор типа покрытия зависит от температурного режима участка, влажности внутреннего воздуха и способа удаления с кровли воды и снега

В термическом участке перекрытия отделяют подвал от печного зала. Подвал предназначен для размещения трубопроводов масла, воды, воздуха высокого и низкого давления и др. В подвале также размещаются масло охладительные установки, вентиляторы, склады.

Оконные проёмы в термическом участке не обеспечивают достаточное освещёние участка, и поэтому прибегают к устройству верхнего освещения в виде специальных конструкций – фонарей. Фонари также служат и для естественной вентиляции – аэрации участка. В термическом участке фонари расположили вдоль всего пролёта.

Для транспортирования садок с деталями предусмотрено грузоподъёмное устройство в виде кран-балки, грузоподъёмностью 2 т.

На участке обеспечена общая система приточно-вытяжной вентиляции.

Полы термического участка имеют гладкую, но не скользящую поверхность, хорошо сопротивляются стиранию и другим механическим воздействиям, обладают малой теплопроводностью. Окна термического участка сделаны с одинарным остеклением. Ввиду больших размеров окон оконные коробки сделаны с дополнительными вертикальными и горизонтальными элементами – импостами, увеличивающими прочность и жёсткость окон.

Установлены одностворчатые двери. Ворота устраиваются для въезда в участок грузовых автомобилей, электрокаров.

Рисунок 16 – Планировка термического участка