5283

Вибір марок сталей і призначення технологічних параметрів термічної обробки деталей машин і інструментів

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Розвиток технології машинобудування значною мірою залежить від технічного рівня інструментального виробництва. Термін служби інструменту, кількість проміжних перезаточок впливають на вартість готових виробів. Умовою виробництва високоякісного...

Украинкский

2012-12-06

2.13 MB

37 чел.

Вступ

Розвиток технології машинобудування значною мірою залежить від технічного рівня інструментального виробництва. Термін служби інструменту, кількість проміжних перезаточок впливають на вартість готових виробів. Умовою виробництва високоякісного і довговічного інструменту є вибір інструментального матеріалу, відповідного призначенню і навантаженням, що виникають при його роботі. При цьому слід враховувати структурні, металургійні, експлуатаційні і технологічні чинники, що визначають поведінку матеріалу в процесі експлуатації.

Матеріал виробу доцільно розглядати як інтегральне поняття, об'єднуюче в собі речовину, технологію Його отримання, конструкцію, технологію її виготовлення і обробки. Довговічність інструменту залежить не тільки від властивостей матеріалу, які визначаються технологією виготовлення і об'ємного зміцнення, але в значній мірі від властивостей поверхні. Її роль в забезпеченні експлуатаційних властивостей виробу постійно зростає, що сприяло, разом із широким використанням хіміко-термічної обробки, появі і розвитку нових напрямів - термомеханічної обробки, інженерії поверхні методами енергетичної і фізико-хімічної дії. Реалізація цієї концепції при виборі матеріалу дозволить поліпшити експлуатаційні властивості інструменту і у ряді випадків понизити витрату дорогих матеріалів. Стійкість інструментів після термомеханічної обробки підвищується в 1,5-2 рази, а інструменту з покриттям зростає в 3-10 разів. При цьому термін служби інструменту може бути істотно збільшений завдяки підвищенню його вартості на 10-30%. В даний час в Німеччині і США частка інструменту з покриттями становить 90-95%.

Надійний спосіб зміцнення поверхневого шару може дати зіставні


результати тільки при стабільній якості поверхні, зокрема її очищення. Стан поверхні інструменту залежить не тільки від структури основного матеріалу і всіх умов його виготовлення, але і перш за все від останньої операції його виробництва або обробки.

Робота пружин, ресор і тому подібних деталей характеризується тим, що в них використовують тільки пружні властивості сталі. Велика сумарна величина пружної деформації пружини (ресори і т. д.) визначається її конструкцією — числом і діаметром витків, завдовжки пружини. Оскільки виникнення пластичної деформації в пружинах не допускається, то від матеріалу подібних виробів не потрібна висока ударна в'язкість і висока пластичність. Головна вимога полягає в тому, щоб сталь мала високу межу пружності (плинність).

Пружини, ресори і подібні до них деталі виготовляють з конструкційних сталей з підвищеним вмістом вуглецю (але, як правило, все ж нижчим, ніж у інструментальних сталей) — приблизно в межах 0,5-0,7% C, часто з добавками марганцю і кремнію.

Ресорно-пружинні вуглецеві і леговані сталі мають високий модуль пружності, що обмежує пружну деформацію. У зв'язку з цим їх застосовують для виготовлення жорстких, пружних елементів.

На якість і працездатність пружини великий вплив робить стан поверхні. За наявності тріщин, полон і інших поверхневих дефектів пружини виявляються нестійкими в роботі і руйнуються, внаслідок розвитку втомних явищ в місцях концентрації напруги навколо цих дефектів. Окрім звичайних пружинних матеріалів, є і спеціальні, працюючі в специфічних умовах (підвищені температури, агресивні середовища, і т. д.).

Недорогі і досить технологічні ресорно-пружинні сталі широко використовують в авто- і тракторобудуванні залізничному транспорті, верстатобудуванні. Крім того, вони знаходять застосування і для силових пружних елементів приладів. Часто ці матеріали називають пружинними сталями загального призначення.


Технологічність інструментального матеріалу, тобто міра його відповідності технології термічної обробки, обробки тиском, механічної обробки та ін., є властивістю, що визначає можливість використання його в конструкції різального інструменту. Так, матеріали з поганою шліфуваністю будуть незручні при виготовленні і переточуванні інструменту; занадто вузький температурний інтервал нагріву матеріалу при термообробці може привести до браку і т. п. Технологічність матеріалу може оцінюватися і такими його властивостями, як зварюваність, припаюваність та ін.

Здатність протистояти зношуванню при терті також є важливою властивістю матеріалу інструменту, оскільки при роботі він піддається стиранню в місцях контакту із заготовкою. Зносостійкість характеризується роботою тертя, віднесеної до величини стертої маси матеріалу.

Зрозуміло, що матеріал різальних інструментів не повинен складатися лише з дорогих і дефіцитних елементів, оскільки це позначатиметься на його вартості і широті застосування.

Інструментальні сталі застосовують досить широко для виготовлення корпусною і кріпильно-приєднувальною частин різальних інструментів, а у багатьох випадках і їх різальній частині. Якщо інструмент працює при низьких швидкостях різання і не нагрівається понад 200-220 °C, то його можна виготовляти з вуглецевої інструментальної сталі марок У7А, У8А, У10А, У13А, або легованою - 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ, 9ХС, 9ХВГ та ін. Зазвичай різальний інструмент для таких слюсарних робіт, як обпилювання, шабрування, рубка, різьблення (тобто напилки, шабери, зубила, мітчики, плашки та ін.), робиться з цих сталей і після термічної обробки може мати високу твердість.


ЧАСТИНА 1

ВИБІР МАРКИ СТАЛІ І ПРИЗНАЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ МІТЧИКА РУЧНОГО

1.ВИБІР МАРКИ СТАЛІ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПРУЖИНИ

1.1. Аналіз умов роботи і вимоги, що додаються до пружини

Пружина - деталь загального призначення, повинна мати наскрізну прожарюваність, оскільки випробовує напругу стискування.

Пружини випробовують в роботі багатократні знакозмінні навантаження і після зняття навантаження повинні повністю відновлювати свої первинні розміри. У зв'язку з такими умовами роботи метал, вживаний для виготовлення пружин, повинен володіти, окрім необхідної міцності в умовах статичного, динамічного або циклічного вантажень, досить хорошої пластичності, високими межами пружності і витривалості і високою релаксаційною стійкістю, а при роботі в агресивних середовищах (атмосфері пари, морській воді та ін.) має бути також і корозійностійким.

Не менш важливі для металу пружин також технологічні властивості — мала схильність до росту зерна і зневуглецювання в процесі термічної обробки, глибока прожарюваність, низька критична швидкість загартування, мала чутливість до відпускної крихкості.

На якість пружин впливає стан поверхні прутків, дроту і смуг. Наявність зовнішніх дефектів (тріщин, заходів, полон, волосовин, раковин, задирок, втиснутої окалини та ін.), а також зневуглецьованого шару знижує пружні і циклічні властивості металу. Тому зовнішні дефекти на поверхні прутків і смуг мають бути видалені зачисткою або шліфуванням, а глибина зневуглецьованого шару не повинна перевищувати певної норми, встановленої ГОСТом на ресорно-пружинну сталь.

Високі властивості (максимальні межі пружності і витривалості) пружини і ресори мають при твердості HRC 40-45 (структура - тростит), яка досягається після загартування (з рівномірним і повним мартенситним перетворенням за усім обсягом металу) і середньої відпустки при 400-500° З (залежно від сталі).

1.2. Обґрунтування вибору марки сталі для виготовлення пружини

Особливості роботи ресорно-пружинних сталей полягають в тому, що при значних ударних або статичних навантаженнях в них не допускається залишкова деформація. У зв'язку з цим сталі повинні мати високий опір малим пластичним деформаціям, яке оцінюється межею пружності (плинність) і опором крихкому руйнуванню. Тому ресорно-пружинні сталі, такі як 75, 85, 60Г, 55С2А, 70С3А, 50ХГР, 60С2Н2А, 60С2ХФА - застосовуються для виготовлення пружин, ресор і інших деталей пружинного типу. Зокрема Сталь 85 задовольняє усім вимогам, для виготовлення пружини із заданими властивостями: σВ - 1130 Н/мм; σ0,2 - 940 Н/мм; прожарюваність - 8 мм. Її використання економічно найвигідніше в порівнянні з легованими пружинними сталями.

1.3.Характеристика сталі 85, хімічний склад і механічні властивості

Сталь 85. Вид постачання — Сортовий прокат, у тому числі фасонний: ГОСТ 14959-79, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 7419.0-78, ГОСТ 7419.1-78, ГОСТ 7419.3-78, ГОСТ 7419.5-78 — ГОСТ 7419.8-78. Пруток, що калібрується, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шліфований пруток і сріблянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 7419.0-78, ГОСТ 7419.1-78, ГОСТ 7419.3-78, ГОСТ 7419.5-78 — ГОСТ 7419.8-78. Стрічка ГОСТ 2283-79. Смуга ГОСТ 103-76, 4405-75, ГОСТ 82-70, ГОСТ 7419.2-78, ГОСТ 7419.4-78. Поковки і ковані заготовки ГОСТ 1133-71.

Замінник - сталі: 70, 75, 80.

Призначення - пружини, фрикційні диски та інші деталі, до яких пред'являються вимоги високих міцностних і пружних властивостей і зносостійкості.

Таблиця 1.1

Хімічний склад сталі 85[2]

Марка сталі

Кремній (Si), %

Марганець (Mn), %

Мідь (Cu), %

Нікель (Ni), %

Сірка (S), %

Вуглець (C), %

Фосфор (P), %

Хром (Cr), %

85

0.17-0.37

0.50-0.80

не більше 0.20

не більше 0.25

не більше 0.035

0.82-0.90

не більше 0.035

не більше 0.25

Таблиця 1.2

Механічні властивості сталі 85[2]

Термообробка, стан постачання

Переріз, мм

σ0,2, МПа

σB, МПа

δ, %

HRC

Сталь категорій : 3,3А, 3Б, 3В, 3Г, 4,4А, 4Б. Загартування 820°С, масло, відпуск 470°С.

980

1130

8

Дріт. Загартування 920°С, охолодження в маслі з температурою 40°С, витримка 1 хв. Відпуск 500°С, витримка 15 хв.

6,5

1540

5

Загартування 1000°C, вода. Загартування 870°C, вода. Відпуск 250°С.

1,0

1650

1750

9

>47

Температури критичних точок сталі 85:

Ас1 - 720°С

Ас3 - 730°С

Структурний клас - евтектоїдна сталь

Клас по твердості і в'язкості - високої твердості

Клас по хімічному складу - високовуглецева сталь

Клас за якістю - якісна конструкційна


2
. РОЗРОБКА МАРШРУТНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ПРУЖИНИ

1. Отримання заготовки - дріт (ковальський цех).

2. Попередня термообробка - відпал повний (термічна ділянка ковальського цеху).

3. Контроль твердості (термічна ділянка ковальського цеху).

4. Попередня механічна обробка (механічний цех).

5. Остаточна термообробка - загартування, відпуск середній (термічна ділянка механічного цеху).

6. Контроль твердості (термічна ділянка механічного цеху).

7. Остаточна механічна обробка (механічний цех).

8. Контроль якості готової деталі (механічний цех).

Пружинну сталь перед пуском у виробництво вибірково контролюють по довжині прутків, діаметру і стану поверхні. Контролю підлягає не менше 3% прутків з вимірами перерізу не менше чим в п'яти місцях (по середині і кінцям).

Технологія виготовлення циліндричних гвинтових пружин передбачає виконання наступних операцій.

Різання прутків. Заготовки нарізують в холодному або нагрітому до температури 750— 900°C стані на пресс-ножницях або ексцентрикових пресах.

Відтяжка кінців заготовки. Перед завивкою кінці заготовок нагрівають в щілинних печах до температури 900-950° С. Піч перед нагрівом має бути прогріта до температури 1150-1250° С. Довжина кінця заготовки, що нагрівається, не менше 0,8 довжини відтяжки. Температура у кінці відтяжки не менше 800° С. Тривалість нагріву 8-15 хв. Кінці відтягують на молоті або на кувальних (обтискових) вальцях.

Нагрів під навивку і навивка. Пружини навивають і гартують з одного нагріву заготовки до температури 900-950° С в напівметодичній печі. Тривалість нагріву має бути 10-30 хв. Навивку нагрітих прутків виконують на спеціальних верстатах. Для дрібносерійного виробництва використовують токарно-гвинторізні верстати, обладнані відповідними пристосуваннями для навивки. Після навивки вирівнюють крок витків на калібрувальному пресі, підтискають кінці пружини і перевіряють її висоту, а за допомогою косинця визначають перпендикулярність пружини до її опорної поверхні по висоті.

Термічна обробка. Попередня - відпал повний; остаточна -  загартування, відпуск середній. Твердість металу після відпуску повинна складати НВ 370-440 (HRC 40-47). Якщо технологічно неможливо навити і загартувати пружину з одного нагріву, то після навивки її повторно нагрівають під загартування.

Механічна обробка (стискування для зняття залишкової деформації, обробка торців). Залишкову деформацію знімають після охолодження пружини одноразовим стискуванням до зіткнення витків з витримкою 5-8 с. Торці пружин з діаметром більше 8 мм обробляють на лобових і торцевих шліфувально-обдирних верстатах з охолоджувальною рідиною, з діаметром прутка до 8 мм на токарних верстатах.

Зміцнення (наклепання, зневолення). Наклепання робиться в дробеметній установці. Режим наклепання встановлюють такий, при якому кожна точка поверхні пружини знаходиться під дією потоку дробу впродовж 20-30 с. Подача дробу 70-100 кг/мін, діаметр дробин 0,8-1,2 мм. Після наклепання пружини повинні мати поверхню світлого (сріблястого) кольору без зон з чернетками. Окрім дробеметної обробки, для зміцнення пружин застосовують зневолення, що полягає у витримці пружин в стислому стані впродовж певного часу, і метод багатократного обтискання з подальшим наклепанням дробом. При зневоленні пружину після термічної обробки стискують повністю і витримують в такому стані 20-40 ч і потім розвантажують. При методі багатократного обтискання пружину піддають 5-10-кратному навантаженню-розвантаженню на пресі також до зіткнення витків.

В результаті пружина отримує залишкове осідання і придбаває остаточну висоту у вільному стані, що відповідає кресленню, а в самій пружині створюється залишкова напруга зворотного знаку, внаслідок чого при її роботі істинна напруга виявляється менше, ніж вони були б без зневолення.

Пружина отримує здатність витримувати велике навантаження і має збільшений робочий прогин при тих же габаритних розмірах.
3. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

3.1.Розробка технологічного процесу попередньої термічної обробки пружини

Повний відпал полягає в нагріві сталі на 30-50 °C вище верхньої критичної точки для повного перетворення структури сталі в аустеніт і подальшому повільному охолодженні до 500-600 °C для утворення фериту і перліту. Швидкість охолодження для вуглецевих сталей близько 50-100 °C/год.

3.2.Розробка технологічного процесу остаточної термічної обробки пружини

Остаточна термообробка пружини включає загартування і середній відпуск.

Загартування. Температура загартування для сталі 85 складає 830-870° С. Охолоджувальне середовище при загартуванні — вода при температурі 30-40 °С.

Загартування роблять таким чином. Партію пружин укладають і закріплюють на дні сітчастого металевого кошику. Пружини заздалегідь підігрівають, якщо цього вимагає технологія обробки сталі, потім поміщають в піч, нагріту до заданої температури, і витримують при цій температурі до повного прогрівання металу по усьому перерізу. Тривалість витримки залежить від розміру перерізу дроту і марки сталі. Після цього робиться загартування в гартівному середовищі. Для попередження викривлення при нагріві під загартування пружини стискування до термічної обробки скріплюють м'яким сталевим дротом, сполучаючи торцеві (неробочі) витки з робочими витками. Іноді для попередження викривлень і спотворень форми пружини застосовують пристосування (мал. 3.1.), а також прості швелерні балки.

Рис. 3.1. Пристосування для термічної обробки пружин

а - з посадкою пружини в склянку

б - з посадкою пружини на оправу

1 - обмежувач

2 - знімний верхній опірний майданчик

3 - пружина

4 - нижній опірний майданчик

5 - оправа

Для загартування великих пружин застосовують чавунні обойми. Обойма має форму бруса, в якому засвердлюються отвори з відступом для установки пружини. Обойма заповнюється пружинами і встановлюється в піч для нагріву. Загартування здійснюють при обережному зануренні пружин в гартівне середовище разом з обоймою.

Гартівними середовищами для пружинних сталей можуть бути масло, вода, повітря та ін. Рідке гартівне середовище поміщається в спеціальний бак, який має систему охолодження, - для регулювання температури гартівного середовища. При загартуванні у воді відбувається дуже різке охолодження, що сприяє утворенню тріщин в матеріалі пружин. Таке загартування застосовують для пружинних сталей дуже рідко, а якщо застосовують, то додають у воду різні домішки (вапно, мило, мів та ін.), для того, щоб зменшити швидкість охолодження пружинної сталі.

Температура гартівного середовища робить великий вплив на структуру і властивості сталі після загартування. Наприклад, якщо температура масла під загартування дорівнює 60° C, то пружина не отримує повного загартування, а загартування пружини в маслі, нагрітому до температури 30° C, дає необхідну твердість. Масло є найпоширенішим середовищем для загартування. Її застосування забезпечує виготовлення пружин хорошої якості з найменшим браком по термічній обробці.

Усі гартівні середовища мають різну теплопровідність, і найбільш нагріті шари середовища знаходяться у верхній частині гартівного бака. Для того, щоб температура середовища була рівномірна за усім обсягом, через неї за допомогою спеціальної трубки продувають стисле повітря. Застосовують і інші способи охолодження і перемішування гартівних середовищ.

Відпуск середній. Для підвищення в'язкості і усунення внутрішньої напруги усі пружини після загартування піддають відпуску в двозонних конвеєрних печах. При цьому найбільший інтервал між загартуванням і відпуском допускається не більше 4 год. Температура відпуску має бути в межах 480-520 °С. Охолоджують у воді, температура якої не повинна перевищувати 100 °C, або на повітрі в закритому приміщенні.

Відпуск пружин з патентованого дроту полягає в нагріві їх до температури 250 — 350° C і витримці при цій температурі впродовж 15 — 30 хв. Якщо не робити відпуск пружин з патентованого дроту, то при триразовому і більше обтисканні до зіткнення витків вільна висота пружини зменшується, а пружина робить осідання без зміни кількості витків і збільшується в діаметрі.

При виконанні відпуску для таких пружин величина опади при триразовому і більше обтисканні зменшується майже удвічі, а пружні властивості збільшуються. При цьому зовнішній діаметр відпущеної пружини дещо зменшується, а кількість витків збільшується на 1-2%. Усі зміни розмірів пружин з патентованого дроту, які відбуваються при термічній обробці, мають бути враховані при навивці на автоматах, а також при виборі оправлянь і кроку навивки пружин.

Термічна обробка пружин зменшує залишкові деформації за рахунок зменшення внутрішньої напруги, збільшує пружні властивості і в'язкість, завдяки чому забезпечуються висока якість і надійна робота пружин.

Рис. 3.2. Режим термічної обробки

сталі 85

   

            а                            б                             в                             г

Рис. 3.3. Мікроструктура сталі 85 після термообробки

а - початкова мікроструктура

б - мікроструктура після відпалу

в - мікроструктура після загартування

г - мікроструктура після відпуску

3.3.Структурні перетворення в сталі при термічній обробці

Структурні перетворення вуглецевих сталей визначаються вмістом вуглецю і вживаною обробкою. Гарячекатані, нормалізовані і такі, що відпалюють сталі мають феррито-перлітну структуру. Зі збільшенням вмісту вуглецю, кількість перліту збільшується і при змісті в сталі 0,8% вуглецю, разом з перлітом, з'являється надмірний цементит. Збільшення вмісту вуглецю призводить до підвищення міцності і падіння в'язкості, при цьому поріг холодноламкості зменшується.

Структура загартованої сталі залежить від вмісту вуглецю і температури нагріву під загартування. Вуглець, розчинений в аустеніті, знижує інтервал аустенітного перетворення.

При вмісті вуглецю в аустеніті більше 0,5% - температура закінчення мартенситного перетворення знаходиться нижче кімнатної температури, внаслідок чого після загартування, разом з мартенсітом, є присутнім залишковий аустеніт. Навіть у невеликих кількостях залишковий аустеніт знижує опір залишковій напрузі і при великих кількостях може викликати руйнування пружин при витримці під напругою або в процесі експлуатації внаслідок протікання ізотермічних мартенситних перетворень.

Збільшення кількості вуглецю до 0,8% призводить до уповільнення темпу росту твердості, оскільки з'являється залишковий аустеніт, а при вмісті вуглецю більше евтектоїдного складу, твердість сталі зростає трохи за рахунок появи надмірного цементита.

У вуглецевих сталях в перерізах близько 40 мм навіть при загартуванні у воду в серцевині протікає ферито-перлітне перетворення.

3.4.Вплив хімічного складу сталі 85 на перетворення в процесі термообробки

Рис. 3.4. Діаграма ізотермічного перетворення аустеніту сталі 85


4. РОЗРОБКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

4.1. Розробка методики контролю якості пружини

Таблиця 4.1.

N

Операції контролю

Засоби і методи контролю

1

Контроль початкового матеріалу (пружинний дріт, стрічка і прутки):

а) Хімічний склад;

б) Механічні властивості;

в) Зовнішні дефекти;

г) Глибина зневуглецьованого шару і відсутність шлакових включень;

д) Геометричні розміри.

а) Лабораторний або спектральний аналіз.

б) Перевірка по іскрі;

випробування на розривній машині; випробування на закручування, на згинання

перегином, на межу витривалості.

в) Зовнішній огляд лупою або бінокулярним мікроскопом.

г) Металографічний аналіз (перегляд шліфа під мікроскопом).

д) Вимір розмірів перерізу мікрометром. Габаритні розміри мірних заготовок вимірюються метричною лінійкою або рулеткою.

2

Контроль пружин при навивці:

а) Перевірка геометричних розмірів (висота, зовнішній діаметр, число витків, крок витків);

б) Перевірка на відсутність зовнішніх ушкоджень витків.

а) Розміри перевіряються мікрометром ціною ділення 0,01 мм і штангенциркулем з ціною ділення 0,1 мм. Кількість витків перевіряється рахунком. При наладці завивального верстата роблять декілька пробних пружин, які терміново проводять через усі операції подальшої обробки (відпуск, зачистка торців) і піддають виміру пружності на вагах. Відповідно до отриманих результатів

пружності в основні розміри пружини вводять поправки; збільшують або зменшують діаметр пружини від первинного розміру, іноді додають або зменшують число витків в межах допустимої їх кількості.

Після внесення поправок роблять повторну пробу на пружність. Партію пружин запускають в навивку після того, як отримані правильні співвідношення розмірів і необхідна пружна характеристика пружини.

б) Огляд за допомогою лупи. Ушкодження і риски на нитках не допускаються.

3

Контроль процесу термообробки:

а) Пружини, що піддаються після навивки низькому відпуску;

б) Пружини, що піддаються після гарячої навивки загартуванню і відпуску.

а) Дотримання технології термообробки. Перевірка оглядом по кольорах мінливості на поверхні пружин

б) Дотримання часу нагріву, температури по пірометру і за кольором каління, перевірка температури,

в'язкості маслі в гартівній ванні

відсутності в маслі води.

Вибіркова перевірка пружин в

лабораторії на зневуглецювання поверхні після гарячої навивки

структури після термічної обробки,

вибіркова перевірка твердості.

4

Випробування багатократним осіданням або зневолення

Багатократне осідання пружин на гідравлічному або гвинтовому пресі з подальшою перевіркою довжини пружини.

Зневолення стискуванням пружин до зіткнення витків і витримка в такому положенні від 12 до 48 годин. Зневолення пружин можна робити на болтах, на спеціальних шомполах, оправляннях або на пристосуваннях з гвинтовим затягуванням пружин між двома плитами.

5

Контроль геометричних розмірів після опади або заневоливания пружин і шліфовки опорних витків

Перевірка штангенциркулем, лінійкою, шаблонами. Огляд опорних витків (не допускається наявність задирок, затягування або надмірне перешліфовування кінців опорних витків). Перевірка пружин на плиті під косинець або на спеціальних пристосуваннях (перевіряється перпендикулярність торців, кривизна по подовжній осі, рівномірність кроку витків і основні геометричні розміри фасонних пружин).

6

Спеціальний контроль пружин:

а) Контроль зовнішніх дефектів фізичними методами;

б) Випробування на витривалість.

а) Найбільш поширеними фізичними методами для контролю зовнішніх дефектів у відповідальних пружинах являються магнітна і люмінесцентна дефектоскопія.

б) Випробування пульсуючим навантаженням на спеціальних вібраційних машинах.


4.1.1.
Характеристика люмінесцентного методу контролю зовнішніх дефектів

Люмінесцентна дефектоскопія заснована на здатності деяких речовин (люмінофорів) поглинати променисту енергію і віддавати її у вигляді світіння при дії ультрафіолетових променів. Люмінесцентна дефектоскопія використовується для виявлення поверхневих дефектів, що виходять на зовнішню поверхню контрольованих деталей із сталей перлітового і аустенітного класів. Цим способом виявляють приховані дефекти в деталях з чорних і кольорових металів і неметалічних матеріалів. Для контролю на поверхню деталі наносять люмінесцентний розчин (трансформаторне мастило, гас і бензин в об'ємному співвідношенні 1:2:1 з додаванням 0,25 г/л дефектоля — речовини золотисто-зеленого кольору, що посилює яскравість світіння). Через 10... 15 хв. деталь досуха протирають і наносять на контрольовані ділянки порошок тальку або вуглекислого натрію і опромінюють поверхню ртутно-кварцовою лампою. Порошок витягає з тріщин і пір люмінофор, який у вигляді світіння вказує на дефектні місця. У практиці використовують стаціонарний дефектоскоп ЛДА-3.

4.2. Дефекти, що виникають при термічній обробці пружини

Дефекти пружин при гарячій навивці. Невідповідність діаметру навитої пружини потрібному по кресленню. Цей дефект виникає в результаті порушення технологічного процесу, неправильного вибору діаметру оправляння; неправильної роботи пристосування, що направляє заготовку на оправляння, і недостатнього натягу. При усуненні перерахованих недоліків діаметр навитої пружини відповідатиме потрібному по кресленню.

Різний діаметр витків. Причинами виникнення дефекту є нерівномірний нагрів заготовки по усій довжині і відсутність постійного натягу заготовки під час навивки. Щоб ліквідовувати цей дефект, необхідно забезпечити рівномірний нагрів заготовки по усій довжині і відрегулювати пристосування на відповідний натяг.

Риски і подряпини на поверхні пружин. Поява цих дефектів залежить від затискного пристосування, яке здійснює натяг заготовки на оправляння. Для усунення дефектів необхідно перевірити стан отвору затискного пристрою і при виявленні дефектів усунути їх.

Риски і подряпини можливі також при неправильному напрямі заготовки в затискний отвір. Подача заготовки в затискний отвір має бути рівномірної і паралельної осі отвору затискного пристосування. При невиконанні цих вимог створюються умови для нерівномірного ходу заготовки через затискний пристрій, заготовка випробовує нерівномірний натяг, що призводить до рисок, подряпин, підрізів і надривів.

Неправильне розташування відтягнутих кінців пружин в торцевій площині. Цей дефект можна усунути в процесі навивки пружини: при підході відтягнутого кінця заготовки до направляючого пристосування вкручують кінець так, щоб при навивці неробочого витка пружини відтягнутий кінець не вивернув. При невеликих викривленнях відтягнуті кінці торців пружини правлять спеціальними гачками.

Поперечні тріщини на витках пружини, що виявляються після термічної обробки або після механічних випробувань. Дефект з'являється внаслідок порушення заданого режиму нагріву заготовок перед навивкою. Пружини з такими дефектами є браком.

Дефекти пружин при холодній навивці. Невідповідність діаметру навивкою пружини потрібному по кресленню. Цей дефект усувають підбором оправлянь необхідного діаметру і забезпеченням постійного натягу дроту на оправляння при верстатній і ручній навивці. При навивці на автоматах необхідно усунути регулюванням неполадки в навивочному механізмі, перевірити підгонку оправлянь і натяг дроту.

Невідповідність вільної висоти пружин потрібної по кресленню. Цей дефект в пружинах розтягування пов'язаний з величиною натягу дроту. Проміжки, що утворилися, між витками пружин розтягування свідчать про недостатній натяг дроту під час навивки. Необхідно ретельно відрегулювати і налагодити механізм навивки для забезпечення щільного прилягання витків один до іншого.

У пружинах стискування цей дефект виникає при не правильному налаштуванні крокового пристосування, автоматах — при неправильній наладці і регулюванні крокового механізму. Дефект зникає при усуненні перерахованих недоліків.

Овальність пружин. Дефект виникає в результаті зміщення канавок для дроту в подаючих роликах механізму подачі автомата. При усуненні зміщення канавок дефект зникає.

4.3. Методи попередження утворення браку і способи його усунення

В процесі термічної обробки може виникати брак. При відпалі і нормалізації можуть виникнути наступні види браку: зневуглецювання, перегрівання металу, перепал металу.

Зневуглецювання — вигорання вуглецю з поверхні металу, що при подальшому загартуванні може привести до утворення тріщин. Перегрівання виникає при нагріві металу до температури, що перевищує встановлену, або при тривалій витримці металу в печі. При перегріванні зерна металу укрупнюються. Це призводить до зниження міцності, в'язкості і сприяє утворенню тріщин при загартуванні. Перегрівання сталі може бути усунене повторним відпалом або нормалізацією. Перепал металу — окислення меж зерен, що веде до втрати міцності сталі, є непоправним дефектом.

При загартуванні найбільш небезпечним видом непоправною браку являються гартівні тріщини, що утворюються при надмірно різкому охолодженні в результаті дії великої внутрішньої напруги. Іншими видами браку при загартуванні є зневуглецювання, перегрівання і викривлення деталей.

Перегрівання усувають повторним відпалом, а щоб уникнути викривлення, деталі гартують в спеціальних штампах і пристосуваннях.


ВИСНОВОК ПО ЧАСТИНІ 1

В ході роботи виконано аналіз умов роботи і вимог, що пред'являються до пружини. Обґрунтований вибір марки сталі для виготовлення цієї деталі. Описана характеристика сталі, хімічний склад і механічні властивості.

Розроблена маршрутна технологія виготовлення пружини. Вибрані види попередньої і остаточної термообробки. На основі діаграми ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту сталі 85 визначені швидкості охолодження при відпалі і загартуванні.

Розроблена методика контролю якості пружини. Описані дефекти, що виникають при термообробці і причини їх утворення. Приведені методи попередження утворення браку і способи його усунення.


ЧАСТИНА 2

ВИБІР МАРКИ СТАЛІ І ПРИЗНАЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ МІТЧИКА РУЧНОГО

5. ВИБІР МАРКИ СТАЛІ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МІТЧИКА РУЧНОГО

5.1. Аналіз умов роботи і вимоги що додаються до мітчика ручного

Різальний інструмент працює в умовах тривалого контакту і тертя з оброблюваним металом. В процесі експлуатації повинні зберігатися незмінними конфігурації і властивості різальної кромки. Матеріал для виготовлення різального інструменту повинен мати високу твердість (63-66 HRC) і зносостійкість, тобто здатністю тривалий час зберігати різальні властивості кромки в умовах тертя.

Чим більше твердість оброблюваних матеріалів, товще стружка і вище швидкість різання, тим більше енергія, що витрачається на процес обробки різанням. Механічна енергія переходить в теплову. Тепло, що виділяється, нагріває різець, деталь, стружку і частково розсіюється. Тому основною вимогою, що пред'являється до інструментальних матеріалів, є висока теплостійкість, тобто здатність зберігати твердість і різальні властивості при тривалому нагріві в процесі роботи.

Різальні властивості інструменту погіршуються не лише під впливом високої температури, але і таких явищ, як адгезія, що викликає спаровування оброблюваного матеріалу з робочою поверхнею інструменту, прискорене вифарбовування і окислення поверхні, дифузія, абразивно-механічне зношування різальної кромки і поверхонь інструменту. Щоб уникнути передчасного руйнування різальної кромки необхідно, щоб інструментальний матеріал був досить міцним.

Робоча кромка інструменту знаходиться в умовах, близьких до нерівномірного усебічного стискування і переводячих метал в пластичніший стан внаслідок зростання долі дотичної напруги. При дуже великій напрузі може спостерігатися деформація і пластична течія тонкого поверхневого шару.

Різальні інструменти піддаються дії підвищеної напруги, частіше за все вигину і крученню. Максимальний вигинаючий або крутячий момент виникає в ділянках, дещо віддалених від контактуючої поверхні, наприклад в основі зуба фрези, мітчика і так далі. У деяких інструментах може виникати розтягуюча напруга. Робота багатьох інструментів пов'язана з ударними навантаженнями або вібраціями, що не усуваються повністю в системі верстат - оброблювана деталь - інструмент або створюваними умовами різання, наприклад при наскрізному свердлінні, при роботі багатолезових інструментів (фрези, довбяки і так далі). Тому інструмент повинний мати високу твердість робочої частини різального інструменту, перевищуючу твердість деталі. Інструмент з недостатньою твердістю не може різати: його форма і розміри швидко змінюються. Крім того інструмент має бути в'язким. При низькій в'язкості утворюються тріщини, відбувається вифарбовування і поломка інструменту.

В процесі роботи різального інструменту відбувається безперервне тертя - знос поверхні різальної кромки інструменту. Тому різальний інструмент повинен мати високу зносостійкість.

Матеріал для різального інструменту повинний відповідати не тільки основним експлуатаційним властивостям, переліченим вище, але і технологічним властивостям, які характеризують поведінку сталі при виготовленні інструменту і його термічній обробці: сталі для різального інструменту повинні мати високу загартовуваність і прожарюваність, стійкість до деформації при термічній обробці, стійкість проти гартівних тріщин, стійкість проти окислення і зневуглецювання, не мають бути забруднені неметалічними включеннями, що знижують якість інструменту.

5.2. Обґрунтування вибору марки сталі для виготовлення мітчика ручного

У готовому інструменті сталь повинна мати високу твердість (63-66 HRC). Крім того сталь повинна мати високі міцність, опір пластичної деформації і теплостійкість. Теплостійкість - головна і необхідна властивість для різання з підвищеною швидкістю або важкооброблюваних матеріалів. Для виготовлення мітчиків застосовуються швидкорізальні сталі Р6М5, Р6М5К5, Р9М4КВ, Р9К1С; вуглецеві У11А, У12А, а також низьколеговані сталі 11ХФ, 13Х, 9ХС. Сталь 11ХФ задовольняє необхідним вимогам для виготовлення мітчика ручного. Низьколегована сталь 11ХФ має більшу стійкість переохолодженого аустеніту, отже має більшу прожарюваність і дещо вищою зносостійкістю, ніж вуглецеві сталі, і придатна для роботи при температурах 200-250° С. Застосування сталі 11ХФ замість швидкорізальних сталей вигідніше з економічної точки зору.

5.3. Характеристика сталі 11ХФ, хімічний склад і механічні властивості

Сталь 11ХФ.

Замінник - сталі: У11А, У12А.

Призначення - для мітчиків і іншого різального інструменту діаметром до 30 мм, що гартується з охолодженням в гарячих середовищах.

Таблиця 5.1

Хімічний склад[2]

Марка сталі

Вуглець (C), %

Хром (Cr), %

Ванадій (V), %

Марганець (Mn), %

Кремній (Si), %

11ХФ

1,05-1,15

0,4-0,7

0,15-0,30

0,4-0,7

0,15-0,35

Таблиця 5.2

Механічні властивості[2]

Марка сталі

Твердість після відпалу, НВ

Твердість після загартування, HRC (у водному  розчині)

Твердість після загартування, HRC (у маслі і гарячих середовищах)

Твердість після відпуску, HRC

σB, МПа

11ХФ

не більше 229

62÷65

62÷64

62÷64

2500

Температури критичних точок сталі 11ХФ:

А1 - 755° С

А3 - 870° С

Мн - 195° С

Структурний клас - заевтектоїдна сталь (перлітний клас)

Клас по теплостійкості - нетеплостійка низьколегована

Клас по твердості і в'язкості - високій твердості

Клас по прожарюваності - невеликої прожарюваності


6. РОЗРОБКА МАРШРУТНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ МІТЧИКА РУЧНОГО

1. Отримання заготовки - пруток (ковальський цех).

2. Попередня термообробка - відпал ізотермічний (термічна ділянка ковальського цеху).

3. Контроль твердості (термічна ділянка ковальського цеху).

4. Попередня механічна обробка (механічний цех).

5. Остаточна термообробка - загартування, відпуск низький (термічна ділянка механічного цеху).

6. Контроль твердості (термічна ділянка механічного цеху).

7. Остаточна механічна обробка (механічний цех).

8. Контроль якості готової деталі (механічний цех).

9. Правка готового інструменту при необхідності (механічний цех).


7. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ МІТЧИКА РУЧНОГО

7.1. Розробка технологічного процесу попередньої термічної обробки виготовлення мітчика ручного

Попередня термічна обробка проводиться з метою отримання оптимальних структури і властивостей в початковому стані. Спрямована на отримання структури зернистого перліту і полягає в ізотермічному відпалі при 750÷820 °C з ізотермічною витримкою при температурі на 10-30 °C нижче Ас1. Охолодження після відпалу на повітрі.

Відпал. Завдання відпалу — перекристалізація для подрібнення зерна і отримання структури зернистого перліту. Ця структура забезпечує низьку твердість, хорошу оброблюваність різанням і кращі властивості при подальшому загартуванні.

Температури нагріву мають бути лише трохи вище Ac1 щоб зберегти нерозчиненою велику частину надмірних карбідів і отримати структуру зерністого перліту.

Обробка для усунення крупнозернистості. Після гарячої пластичної деформації (особливо у разі кування при високих температурах), якщо міра кування була менше 3, в заготовках великих перерізів (діаметром або стороною більше 80-100 мм) часто спостерігається різнозерністість або однорідне велике зерно балу 5-7. В цьому випадку з метою перекристалізації і рекристалізації аустеніту відпал поковок з легованих і особливо високо легованих сталей рекомендується проводити з подвійним нагрівом: спочатку при 1000-1050° C, а потім при 900-950° С. Можлива і інша обробка. Поковки діаметром до 400 мм з цих сталей нагрівають до 650° C, витримують 4-5 год, продовжують нагрів до 950-960° C, охолоджують до 100° C, нагрівають до 840-860° C, витримують 8-10 год і повільно охолоджують до кімнатної температури.

Обробка для попередження утворення флокенів. До утворення флокенів чутливі заевтектоїдні і доевтектоїдні сталі. Уповільнене охолодження кованого або прокатаного металу великого профілю в опалюваних колодязях (20-25 год. для прокату діаметром 80-130 мм і до 40-50 год для прокату великого перерізу) практично повністю попереджає утворення флокенів.

7.2. Розробка технологічного процесу остаточної термічної обробки виготовлення мітчика ручного

Остаточна термічна обробка спрямована на отримання максимальної твердості і полягає в загартуванні при 840÷860 °С з охолодженням в маслі і подальшому низькотемпературному відпуску при 150÷170 °С. Мета загартування - отримання мартенситної структури, низького відпуску - зняття внутрішньої напруги і перетворення залишкового аустеніту в мартенсіт.

Безперервне загартування. Загартування цього виду застосовують в основному для інструменту з вуглецевих і низьколегованих сталей, що володіють малою стійкістю переохолодженого аустеніту і що вимагають внаслідок цього прискореного охолодження. У залежності від прожарюваності сталі, а також діаметру інструменту охолодження здійснюють у воді або водних розчинах солей і лугів, а також в маслі. Недоліком цього виду загартування є виникнення підвищеної внутрішньої напруги, що може в окремих випадках викликати сильне викривлення або утворення тріщин.

Відпуск інструментальних сталей, що зміцнюються в результаті мартенситного перетворення (нетеплостійкі сталі). Температури відпуску нетеплостійких сталей знижені (120-220° С), що пояснюється необхідністю збереження високої твердості інструментів. Лише при необхідності роботи інструменту при динамічних навантаженнях їх підвищують до 300-350° С.

Для попередження утворення тріщин, що викликаються напругою, відпуск виконують негайно після загартування.

Механічні властивості сталей змінюються неоднаково від перетворень покладу, що протікають при відпуску, а отже, від його температури. Твердість сталей при відпуску до 200° C знижується на HRC 1-3 в результаті часткового розпаду мартенсіту і зберігається на рівні HRC 60.

У процесі відпуску міцність і ударна в'язкість сталі зростають внаслідок зменшення концентрації вуглецю в мартенсіті і зняття напруги, що знижує схильність сталі до крихкого руйнування. У зв'язку з цим в результаті відпуску більше підвищується міцність сталей, загартованих з охолодженням у воді, чим загартованих в маслі або в гарячих середовищах, і що мають менші напруги.

Перетворення залишкового аустеніту відбувається вище за температури помітного зниження твердості (при 200— 240° С), тому в нетеплостійких сталях після відпуску при 150-180° C він зберігається майже повністю і, перетворюючись при зберіганні або експлуатації інструменту, може викликати зміна його розмірів.

Мал. 7.1. Режим термічної обробки

сталі 11ХФ

   

   а          б                               в                               г

Мал. 7.2. Мікроструктура сталі 11ХФ:

а - початкова мікроструктура

б - мікроструктура після відпалу ізотермічного

в - мікроструктура після загартування

г - мікроструктура після відпуску низького

7.3. Структурні перетворення в сталі при термічній обробці

У нетеплостійких сталях, як найменш легованих, вміст вуглецю в перліті 0,6-0,8%. Перетворення перліту на аустеніт супроводжується повним переходом вуглецю в γ-твердий розчин, тому в результаті подальшого загартування в сталі забезпечується висока твердість.

Перліт по своїй морфології може бути зернистим (точковим), пластинчатим або змішаним. Ця відмінність морфології перліту обумовлюється в деру чергу температурою відпалу. Нижча температура відпалу і наявність в аустеніті нерозчинених включень карбідів або областей з підвищеною концентрацією вуглецю, що служать центрами кристалізації при подальшому охолодженні, сприяють освіті при відпалі зернистого перліту.

При підвищеній температурі нагріву під час відпалу утворюється пластинчатий перліт (внаслідок розчинення великого числа карбідних часток і вирівнювання складу аустеніту). При подальшому уповільненому охолодженні більшість карбідів виділяються по межах зерен, внаслідок чого утворення пластинчатого перліту високовуглецевої сталі часом супроводжується появою карбідної сітки.

Дисперсність перліту залежить від складу сталі і умів охолодження нижче А1. Уповільнене охолодження і підвищена температура ізотермічної витримки (нижче А1) сприяють коагуляції карбідів: вони стають більшими — у вигляді зерен або пластин.

При підвищеній швидкості охолодження і зниженій температурі ізотермічною витримки утворюється точкова структура перліту. Будова перліту вуглецевих і низьколегованих сталей характеризується за десятибальною шкалою (ГОСТ 1435-74). Бали 1 і 2 відповідають сталі з точковим перлітом і підвищеною твердістю, 3-6 — сталі із зернистим перлітом, 7-8 — сталі з менш однорідним крупнозернистим перлітом зниженої твердості, 9-10 — сталі з пластинчатим перлітом. Твердість сталі зростає з підвищенням міри дисперсності перліту і легованості (особливо кремнієм і хромом) ферритної складової. Дисперсність перліту впливає на поведінку сталі при загартуванні.

Дрібні карбіди (точкові або пластинчаті) швидше розчиняються при нагріві під загартування і не можуть ефективно стримувати ріст зерна, внаслідок чого сталі мають меншу міцність і ударну в'язкість і більше чутливі до утворення тріщин. З цих причин евтектоїдні і заевтектоїдні сталі металургійні заводи постачають із структурою зернистого перліту.

7.4. Вплив хімічного складу сталі 11ХФ на перетворення в процесі термообробки

Мал. 7.3. Діаграма ізотермічного перетворення аустеніту сталі 11ХФ

Карбідоутворюючі елементи вносять не лише кількісні, але і якісні зміни в кінетику ізотермічного перетворення. Легуючі елементи при різних температурах по-різному впливають на швидкість розпаду аустеніту: 700 - 500 °С ( утворення перліту) - уповільнюють перетворення; 500 - 400°С - дуже значно уповільнюють перетворення; 400 - 300 °С (утворення бейніту) - прискорюють перетворення.

Таким чином, в сталях, легованих карбідоутворювальними елементами (Cr, Mo, W та ін.), спостерігаються два максимуми швидкості ізотермічного розпаду аустеніту, розділених областю відносної стійкості переохолодженого аустеніту. Ізотермічний розпад аустеніту має два явно виражених інтервалу перетворень - перетворення на пластинчаті (перлітове перетворення) і перетворення на голчасті (бейнітне перетворення) структури.

Вплив легуючих елементів на ріст зерна аустеніту сталі 11ХФ є прямим наслідком різної стійкості карбідів цих елементів. Надмірні карбіди, не розчинені в аустеніті, перешкоджають росту аустенітного зерна. У зв'язку з цим, хром, ванадій сильно змізерніють зерно; кремній (елемент, що не утворює карбідів) - слабо впливає на ріст зерна; марганець - сприяє росту зерна.

Легуючі елементи уповільнюють процес розпаду мартенсіту. Деякі елементи, такі як нікель або марганець, впливають трохи, тоді як більшість (хром, молібден, кремній та ін.) - дуже помітно.


8. РОЗРОБКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ГОТОВОГО ІНСТРУМЕНТУ

8.1. Розробка методики контролю якості мітчика ручного

Контроль якості нетеплостійких сталей здійснюється по ГОСТ 5950-73.

Для нетеплостійких сталей в стані постачання після відпалу або високого відпуску контролюються: перліт зернистий, зневуглецьований шар, твердість НВ. Після загартування контролюються наступні параметри: карбідна сітка, розмір зерна, карбідна неоднорідність (тільки на вимогу замовника), твердість HRC. Допустимі параметри структури залежать від марки сталі, розміру заготовки. Усі параметри структури, за винятком зневуглецьованого шару, оцінюються методом порівняння з шкалами стандартів.

Контроль якості інструментальних сталей є важливою складовою, що забезпечує якість готового інструменту. Наявність дефектів в структурі сталей погіршує основні і технологічні властивості. При виявленні дефектів необхідно провести заходи, спрямовані на їх усунення.

8.2. Дефекти, що виникають при термічній обробці мітчика ручного

Наявність в структурі пластинчатого перліту, залишків карбідної сітки - це дефекти відпалу. Вони позначаються на твердості сталі в стані постачання. В результаті погіршується оброблюваність різанням, тиском, тобто знижуються технологічні властивості. Залишки карбідної сітки - це дефекти кування, відпалу. Наслідуються в готовому інструменті, оскільки нагрів при неповному загартуванні не забезпечує повне розчинення вторинних карбідів. Цей дефект структури негативно відбивається на основних властивостях готового інструменту, особливо на ударній в'язкості і міцності сталей. Велике зерно, вище допустимого стандартами, тобто нагріваючи сталі - це дефект зміцнюючої обробки. Він пов'язаний з нагрівом сталі при загартуванні. Небезпечний різким зниженням ударної в'язкості сталей.

Дефекти структури - це поправні дефекти. Наявність залишків карбідної сітки, велике зерно усуваються нормалізацією, а наявність пластинчатого перліту - високим відпуском або повторним ізотермічним відпалом.

Недостатня твердість після загартування - це теж дефект, викликаний або недогріванням сталі при загартуванні, або неправильним охолодженням. Недотримання режиму відпуску може також привести до зниження твердості сталі нижче допустимого стандартом значення. Такий вид дефекту усувається проміжною нормалізацією з подальшою зміцнюючою обробкою по оптимальному режиму.

8.3. Методи попередження утворення браку і способи його  усунення

Карбідна сітка, що не спостерігалася в сталі в стані постачання, - виникає із-за закінчення кування при надмірно високій температурі або виконання його з невеликою деформацією, особливо якщо сталь потім повільно охолоджували при 950÷750 °C, або відпалу з надмірно високим нагрівом.

У вуглецевих і низьколегованих сталей усувається нагрівом вище Асm (870÷890 °С), після якого заготовки охолоджують повітряним дуттям або в маслі. Далі слідує звичайний відпал. Для усунення дуже тонкої сітки достатній відпал при 780÷800 °C з витримкою 3÷6 ч.

Структура пластинчатого або точкового перліту - утворюється після кування або в результаті неправильного виконання відпалу. Для отримання структури зернистого перліту необхідно сталь із структурою точкового перліту піддати відпуску при 670÷700 °C або нормальному відпалу, а сталь із структурою пластинчатого перліту і неминучою при цьому карбідною сіткою піддати нормалізації з подальшим відпалом, як вказано вище.

Перегрів при загартуванні - усувається звичайним відпалом і подальшим загартуванням.

Знижена твердість після загартування - виходить в результаті недогрівання або уповільненого охолодження. При недогріванні в структурі заевтектоїдної сталі спостерігаються ділянки перліту, при уповільненому охолодженні - ділянки троститу. Усувають відпалом і гартуючи по рекомендованому режиму.

М'які плями (ділянки зі зниженою твердістю і троститною структурою) - виникають у сталей невеликої прожарюваності при загартуванні з охолодженням у воді внаслідок утворення парових пухирів на поверхні інструменту. Усуваються при застосуванні в якості охолоджувального середовища водних розчинів солей.


ВИСНОВОК ПО ЧАСТИНІ 2

В ході роботи виконаний аналіз умов роботи і вимог, що пред'являються до мітчика ручного. Обґрунтований вибір марки сталі для виготовлення цього інструменту. Описана характеристика сталі 11ХФ, хімічний склад і механічні властивості.

Розроблена маршрутна технологія виготовлення мітчика ручного. Вибрані види попередньої і остаточної термообробки. На основі діаграми ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту сталі 11ХФ визначені швидкості охолодження інструменту при відпалі і загартуванні.

Розроблена методика контролю якості мітчика ручного. Описані дефекти, що виникають при термообробці і причини їх утворення. Приведені методи попередження утворення браку і способи його усунення.


ЗАКЛЮЧ
НА ЧАСТИНА

В результаті аналізу умов роботи і вимог, що пред'являються до пружини і мітчика ручного, описані умови роботи і вимоги, що пред'являються до сталям для їх виготовлення.

Вибрані і обґрунтовані марки сталей для виготовлення пружини і мітчика ручного. Описані характеристики сталей, хімічний склад, механічні властивості, критичні точки. Вказані класи по хімічному складу, якості і призначенню. Описані впливи легуючих елементів на властивості сталей.

Складена маршрутна технологія виготовлення пружини і мітчика ручного. Визначені необхідні види попередньою і остаточною термічної обробки. Приведені діаграми ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту, вибраних марок сталей і нанесені на них швидкості охолодження.

Розроблена і описана методика контролю якості готової продукції. Описані дефекти, що виникають при термічній обробці і причини їх утворення. Розглянуті методи попередження утворення браку і способи його усунення.


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983-527с.

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений 3-е издание, перераб. и доп. -М: Машиностроение, 1990.-528с.

3. Гуляев А.П. Материаловедение. - 6-е изд., перераб. - М: Металлургия, 1986.- 688с.

4. Инструментальные стали. Справочник./Поздняк Л.А., Тишаев С.И. и др. М.: Металлургия, 1977,-168с.

5. Гуляев А.П. Инструментальные стали. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975 -272с.

6. Рябічева Л.О., Препід П.П. Інструментальні матеріали: навчальний посібник - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2008. - 248с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58496. Робинзон Крузо Даниэля Дефо. Урок французского языка 467 KB
  В уроке приведен достаточно сложный с точки зрения грамматики и лексики текст для 7 класса. Необходимо изменить его согласно уровню класса либо предложить другой текст. Составьте словарь по тексту, чтобы легче было работать при первом прочтении на уроке.
58497. УРОК ГЕОГРАФИИ 27.5 KB
  Учитель Ребята сегодня мы будем проходить новую тему Франция. Учитель Ну и куда ты собралась на лето Где отдыхать будешь Иванова Как обычно у бабушки в одной из четырёх Франций которым по площади равна наша Московская область.
58498. Урок-путешествие «По следам Робинзона» 34.5 KB
  Озвучивается тема урока по следам Робинзона Крузо Задумывались ли вы когданибудь над тем существовал ли Робинзон Крузо этот мужественный герой в действительности и если да то где расположен его остров Дети высказывают предположения.
58499. Принципы, этапы контролируемой чистки. Способы мотивации пациента 51 KB
  Для мотивации пациента кабинет гигиены и профилактики предполагает обязательное наличие умывальника, зеркала и специальных средств, предназначенных для информирования пациентов...
58501. Весільні обряди в усній народній творчості. Веснянки, гаївки, заклички 40.5 KB
  Діти: Стрітення. Діти вибігали на вулицю і співали: Пташок викликаю З теплого краю. Ідіть діти і здоровте хлібом людей. Хто з вас знає які заклички Діти відповідають: Прийди до нас весно Із радістю із великою до нас милістю Із житом зернистим Із пшеницею золотою І вівсом кучерявим.
58502. Урок – гра «О, математик!» 45.5 KB
  Який гвіздок міцніше тримається у дерев’яній стіні (важче витягти із стіни) – круглий, квадратний чи трикутний, якщо їх забивають на одну глибину і площі їх поперечного перерізу рівні? (Трикутний, він має більшу бічну поверхню)