tehnologia materialelor curs politehnica

Download Tehnologia Materialelor Curs Politehnica

Post on 28-Dec-2015

130 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Curs tehnologia materialelor

TRANSCRIPT

Tehnologia Materialelor

Generaliti. TerminologieTehnologia este tiina care studiaz transformrile la care este supus substana n procesele tehnologice de lucru i le aplic n vederea obinerii, n mod optim, a unui produs finit. Prin echipamente sunt desemnate att mainile, instalaiile i utilajele destinate produciei de baz, ct i cele prin care trebuie s se realizeze funciunile auxiliare (ntreinere, transport, alimentare cu energie, deservire, etc.). Toate aceste echipamente determin necesarul de suprafee, cldiri i construcii industriale pentru a fi adpostite, formnd mpreun mijloacele de baz ale ntreprinderii.

Pe de alt parte, tehnologia adoptat hotrte nivelul productivitii muncii, sub forma consumurilor cu materiale, energie i munc, determinnd n final preul de cost al produselor, precum i calitatea i competitivitatea lor. Un proces este un ansamblu de activiti corelate sau n interaciune care transform elemente de intrare n elemente de ieire. Procesul de producie cuprinde totalitatea proceselor folosite pentru transformarea materiilor prime i a semifabricatelor n produse finite, pentru satisfacerea necesitilor umane. Procesul de producie cuprinde diferite alte categorii de procese.

Procesul tehnologic este o component a procesului de producie i reprezint ansamblul de operaii mecanice, fizice, chimice, care prin aciune simultan sau succesiv transform materiile prime n bunuri (fig.1) sau realizeaz asamblarea, repararea ori ntreinerea unui sistem tehnic.

Fig.1. Locul procesului tehnologic n transformarea substaneiDin punctul de vedere al regsirii n produsul fabricat, materialele pot fi: - materiale de fabricaie (materii prime), care constituie substana produselor i se regsesc total sau parial n produsul fabricat - materiale auxiliare, care ajut la fabricarea produselor dar nu constituie substana acestora i deci nu se regsesc n produsul fabricat.Pornind de la materiale naturale brute (rezultate prin extracie), prin procese tehnologice de fabricaie se pot realiza succesiv: materii prime, semifabricate, piese, subansambluri i ansambluri (fig.2).

Fig.2. Piramida produselor rezultate n urma unui proces tehnologicProcesele tehnologice se pot clasifica dup mai multe criterii: - dup modul de folosire a utilajelor se deosebesc procese tehnologice manuale, mecanizate, automatizate sau mixte;

- dup procedeul caracteristic care intervine n cursul desfurrii operaiilor se disting: procese mecanice, termice, electrice, chimice, electrochimice, termochimice, biochimice

- dup scopul urmrit,conform figurii 3. Astfel:Procesul de elaborare a semifabricatelor trebuie s asigure calitatea materialului i proprietile fizico-mecanice impuse. Se extrag metale sau aliaje industriale brute din minereuri sau alte aliaje; se poate discuta i despre o elaborare secundar, avnd ca scop creterea puritii materialului respectiv Obinerea unor tipuri de semifabricate mai poate include i operaii de debitare din laminate, turnare, deformare la cald (forjare liber, matriare), deformare la rece sau sudare.

Procesul tehnologic de confecionare (denumit de multe ori cu titlul generic proces de prelucrare) are ca funcie modificarea formei geometrice i a dimensiunilor piesei de prelucrat, a strii suprafeelor (calitii suprafeelor) materialului sau semifabricatului, n scopul obinerii piesei finite. Piesa poate fi prelucrat prin achiere, prin diferite procedee: strunjire, frezare, rabotare, mortezare, gurire etc.; prin deformare plastic la rece: tanare, ambutisare, ndoire, extrudare, stampare, etc.; prin sinterizare, etc.

Fig.3. Clasificarea proceselor tehnologice dup scopul urmritProcesul tehnologic de tratament termic i acoperiri de suprafa urmrete asigurarea structurii necesare a materialului i a proprietilor fizico-mecanice impuse. Tratamentele termice (clire, revenire, mbtrnire etc.) sau termochimice (cementare, nitrurare etc.) aplicate n acest scop se realizeaz n general dup etapa prelucrrilor de degroare a piesei. Unele piese sunt supuse, de asemenea, unor tratamente de suprafa (brunare, cromare, nichelare, eloxare etc.) n scopul proteciei suprafeelor de aciunea coroziv a mediului.

Procesul tehnologic de asamblare este partea final a procesului de fabricaie prin care se obin complete de piese, subansambluri i ansambluri care formeaz produsul final. Asamblarea unui subansamblu/ansamblu implic activiti de asamblare a unor piese definitiv prelucrate sau a unor subansambluri, ntr-o succesiune bine stabilit, asigurnd ajustajele i condiiile tehnice indicate n documentaia tehnic de execuie.

Procesele tehnologice se realizeaz prin aplicarea metodelor tehnologice.

Metoda tehnologic reprezint un mod principial i sistematic de executare a unei operaii, a unei serii de operaii sau a unui ntreg proces tehnologic, comun dintr-un punct de vedere esenial pentru mai multe clase de procedee tehnologice. Procedeul tehnologic se refer la mijloacele prin care se realizeaz o metod tehnologic, adica difer funcie de utilajul tehnologic, mediul de lucru, materialul de adaos utilizat, etc. Dac metoda tehnologic arat modul principial de execuie, procedeul tehnologic d informaii despre modul concret de lucru. Procedeele tehnologice sunt alctuite din operaii tehnologice, ce se realizeaz succesiv sau n paralel. Operaia tehnologic este partea component a procesului tehnologic executat la un singur loc de munc (de exemplu, o main-unealt, o celul flexibil etc.) n scopul prelucrrii unei piese sau a mai multor piese simultan, fr ca obiectul muncii s prseasc locul respectiv, pn la terminarea operaiei. Operaia tehnologic poate fi compus din una sau mai multe faze de prelucrare consecutive, realizate asupra piesei.Faza (secvena) de prelucrare este o parte component a operaiei care const din prelucrarea unei suprafee sau a mai multor suprafee simultan, cu o singur scul achietoare, respectiv cu mai multe scule simultan, cu un anumit regim de achiere i fr demontarea piesei ntre faze. Exemple de faze: ciclu de degroare prin strunjire; ciclu de gurire adnc cu retrageri repetate ale burghiului.

Operaia de prelucrare rezult ca o reuniune a fazelor sale componente, fr demontarea piesei i fr transferul cuplului pies-portpies de la o main la alta. La fiecare demontare a piesei de prelucrat din dispozitivul portpies se schimb operaia.Trecerea de prelucrare este o parte a fazei repetat identic, pe aceeai suprafa, prin care se ndeprteaz un singur strat de material, printr-o singur deplasare a sculei n raport cu piesa, n urma creia se obine o anumit form geometric.

Mnuirea reprezint un grup de micri ale unui operator, necesare desfurrii operaiei, fazei sau trecerii, ns n cursul crora nu se ndeprteaz material (achii).

Procesul de prelucrare mecanic (fig.4) este alctuit dintr-o succesiune de operaii de prelucrare a suprafeelor ce compun piesa. Operaiile de prelucrare pot fi grupate n urmtoarele tipuri:

operaii de degroare - permit s se nlture (detaeze prin achiere) o cantitate maxim de material, eliminnd neregularitile fizice ale materialului;

operaii de semifinisare - realizeaz o bun apropiere de suprafaa finit, asigur regularitatea achiei la finisare i asigur precizia geometric de poziie a suprafeelor;

operaii de finisare - permit s fie respectate rugozitatea suprafeei, precizia geometric i dimensional, cerute prin desenul de execuie;

operaii de netezire - sunt prelucrri finale ce urmresc obinerea unei rugoziti minime i a unei precizii dimensionale i geometrice foarte ridicate a suprafeei.

Fig.4. Procese tehnologice de prelucrare

Clasificarea proceselor tehnologice de prelucrareO clasificare mai detaliat a acestei categorii de procese este redat n figura 4, fr ns a avea pretenia c ea cuprinde ntreaga gam de procedee tehnologice utilizate la scar industrial.Materiale utilizate industrial i proprieti ale acestora

n cadrul industriei electrotehnice sunt utilizate materiale din cele mai diverse, fie ca materii prime, fie n calitate de materiale auxiliare. Principalele tipuri de materiale utilizate n aceast industrie i nu numai sunt reprezentate n figura 5. Se disting astfel:

metalele (feroase oeluri, fonte i neferoase aluminiu, cupru, titan, bronzuri, alame, etc.); ceramice sunt materiale anorganice nemetalice, cu legturi i structur complexe, obinute din materii prime sub form de pulberi prin sinterizare (proces de nclzire cu sau fr presare simultan), n timpul cruia se formeaz legturile dintre particule prin difuzie sau topire parial a unui component. Cele mai multe ceramice sunt compui ntre metale i nemetale. Materialele ceramice au conductibilitate termic i conductibilitate electric foarte sczute fiind materiale electroizolante sau termoizolante n marea majoritate a cazurilor. n prezent termenul de ceramic include o gam de materiale mult mai larg, utilizate n cele mai diverse domenii cum ar fi electrotehnic, electronic, industria chimic, industria metalurgic etc. compozitele - reprezint o combinaie ntre dou sau mai multe materiale diferite din punct de vedere chimic, cu o interfa ntre ele. Materialele constituente i menin identitatea separat (cel puin la nivel macroscopic) n compozit, combinarea lor genernd ns la nivel de ansamblu proprieti i caracteristici diferite de cele ale materialelor componente n parte. Unul din materiale se numete matrice i este definit ca formnd faza continu. Cellalt element principal poart numele de armtur

(ranforsare) i se adaug matricei pentru a-i mbunti sau modifica proprietile. Armtura reprezint faza discontinu, distribuit uniform n ntregul volum al matricei (P. Mallick).

Fibrele sunt elementul care confer ansamblului caracteristicile de rezisten la solicitri. Considerate global, principalele categorii de compozite armate cu fibre sunt urmtoarele:

1. Compozite cu matrice polimeric de obicei sunt rini termorigide (epoxidice, poliamide sau poliesterice) sau termoplas