Разработване на технология за термична обработка на втулка от стомана 45

Министерство на образованието и науката на Украйна

Донецки национален технически университет

"Технологични основи на термичната обработка"

"Разработване на технология за термична обработка на втулки от стомана 45"

Изпълнен чл. гр. PM-04

1 Описание на условията на работа на втулката и изискванията към нея ……………………………………………………. ……. 5

2 Избор и обосновка на марката стомана …………………………………….… 7

3 Разработване на технология за термична обработка на втулки …………. 10

БИБЛИОГРАФИЯ . 16

Топлинната обработка е един от най-важните етапи в производството на валцувани продукти, инструменти, машинни части и стоманени изделия.

Така че с помощта на термична обработка е възможно да се постигнат необходимите свойства на изследваната втулка по сравнително евтин начин, докато е възможно да се откаже (или значително да се намали) легирането със скъпи елементи и да се намали цената му поради намаляване на масата на продукта. В някои случаи не е необходимо да се получи набор от свойства върху цялото сечение; достатъчно е да се приложи термична обработка на повърхностните слоеве на втулката и да се получат необходимите свойства, без да се нарушава производителността.

Целта на тази работа е да се разработи технология за термична обработка на втулката на струг. Изследвана втулка, предназначена да намали коефициента на триене на работния вал на двигателя на струга. Двигателят е проектиран по такъв начин, че е невъзможно да се монтират лагери на вала, поради което се използват само втулки за намаляване на коефициента на триене при търкаляне и предотвратяване на износването на вала. В този случай втулката трябва да има достатъчна устойчивост на контактно износване, висока структурна якост и устойчивост на усукване. Задължителен набор от свойствамогат да бъдат получени по различни начини: деформационно-термична обработка, обработка на метал под налягане (изтегляне, изтегляне), използване на композитни материали и др. Но най-ефективният, целесъобразен и прост начин за обработка на ръкава е термичната обработка.

Ефективността на този процес до голяма степен зависи от режимите и параметрите на термичната обработка. Ето защо разработването на технология за термична обработка на втулки е важна задача на производствения процес като цяло.

1 ОПИСАНИЕ НА УСЛОВИЯТА НА РАБОТА НА ВТУЛКАТА И

ИЗИСКВАНИЯ КЪМ НЕГО

Втулката, която е показана на фигура 1.1. предназначени да намалят

Фигура 1.1 - Скица на ръкава

ния на натоварванията, които изпитва работният вал при работещ двигател на струга. Когато DC арматурата, действителният задвижващ механизъм на машината, се върти, има съпротивление, причинено от триене на вала на двигателя. В допълнение, тази втулка изпитва натоварвания на огъване, смачкване и усукване по време на работа. За да се намалят тези натоварвания, се използва втулка, отвън е прикрепена към двигателя на машината, а вътре в нея всъщност се върти работният вал. За намаляване на триенето по време на работа на механизма, втулката е покрита от вътрешната страна със смазка, за която са предвидени 4 канала за смазване.

По този начин тази втулка е важна част от двигателя, тъй като предотвратява евентуално намаляване на техническите характеристики на струга и следователно трябва да отговаря на редица изисквания.

Основните характеристики на втулката са: висока умора и структурна якост, обусловени от оптималната комбинация от якост и якост, тя трябва също така да има достатъчна твърдост и устойчивост на износване. Необходимите технологични свойства на ръкава са добриобработваемост, ниска склонност към напукване и обезвъглеродяване по време на термична обработка; но най-важното е чрез закаляемост и постоянство на свойствата по цялото напречно сечение. Също така не трябва да забравяме, че за тази втулка трябва да бъдат изпълнени изискванията за повърхността, т.е. не се допуска наличието на мащаб, пукнатини и признаци на деформация.

Като се има предвид всичко това, дизайнерските проучвания показват, че е необходимо да се използва ръкав, който ще има следните свойства:

o граница на провлачване - σt не по-малко от 570-600 N / mm 2;

o временно съпротивление - σv не по-малко от 730-750 N / mm 2;

o твърдост - 210-240 HB;

o якост на удар KCU по-малка от 160 j/cm 2 .

2 ИЗБОР И ОБОСНОВКА НА КЛАС СТОМАНА

Въз основа на условията на работа и изискванията към продукта, ние приемаме, че заготовката, от която впоследствие ще бъде изработена втулката, може да бъде изработена от три вида стомана: St 35, St 40 и St 45.

Информация за закаляването на стомани 35, 40, 45 е дадена в таблица 2.1.

Таблица 2.1 - Влияние на охлаждащата среда върху закаляването на стомани 35, 40.45 [3]

Анализът на таблица 2.1 показва, че дълбочината на закаления слой, необходима за дадена втулка, равна на 10 mm, може да се получи чрез закаляване във вода на всички стомани от тази група. От икономическа гледна точка най-евтината сред тези стомани е St 35. Ето защо, предвид това и факта, че всички стомани от тази група осигуряват необходимата дълбочина на закаления слой, ще спрем избора на материал на St 35.

Информация за химическия състав и критичните точки на стомана 35 е дадена в таблица 2.2.

Таблица 2.2 - Химичен състав и критични точки на качествена въглеродна стомана 35 [3]

Основни елементи, %Критични точки, около C
СЪСМнAc1Ac3Ar1Ar3
0,32-0,400,5-0,8730802691791

За подробно определяне на структурите по време на термична обработка можете да използвате изотермичните и термокинетичните диаграми за стомана 35, които са показани на фигура 2.1.

Фигура 2.1 – Влияние на скоростта на охлаждане върху структурата на стоманата

За да се получи такава скорост на охлаждане, най-рационално е да се използва вода, тъй като тя ще осигури достатъчна втвърдяемост (5 mm) [3] и е най-икономичната среда. В този случай, според фигура 3.1, средната скорост на охлаждане трябва да бъде не по-малка от 120 ° C / s.

За да се намалят напреженията, възникнали след втвърдяването, и да се придадат на втулката необходимите свойства, тя се подлага на високо темпериране. Фигура 2.2 показва ефекта от температурата на темпериране върху свойствата на продуктите от стомана 45.

технология

термична

термична

Фигура 3.2 - Зависимости на свойствата на St 35 от температурата на темпериране (в диапазона 400-600 ° C) за напречно сечение ≤ 20 mm [3]

От представените фигури се вижда, че най-приемливата температура на темпериране за придаване на необходимите свойства на стомана 35 е 500-510 ° C.

3 РАЗРАБОТВАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЯ ЗА ТЕРМИЧНА ОБРАБОТКА НА ВТУЛКИ

За да се осигури дадено ниво на свойства на втулката от стомана 45, е необходимо да се разработи термична обработка. За придаване на необходимите свойства и получаване на необходимата структура на необходимата дълбочина, той ще бъде подложен на закаляване и високо темпериране. Предложеният режим на топлинна обработка е показан на фигура 3.1.

Фигура 3.1 - Режим на термична обработка на ръкава

Първовтулката се подлага на закалка във вода при tquen = 840-870 o C, като това време на задържане е 2 минути. Необходимите параметри за термична обработка са показани по-долу.

Изчисляваме времето за нагряване по формулата на А. П. Гуляев [2];

където K1 = 2 е факторът на формата на продукта за цилиндричен продукт;

K2 =2 – среден коефициент, за отопление в газова среда;

K3 \u003d 1.3 - коефициентът на равномерност на продукта, за нагряване на голям брой втулки с помощта на устройство, разположено на разстояние приблизително 2d (разположението на пещта е показано на фигура 3.2);

D1 \u003d 10 mm - минималният размер на максималното сечение на продукта.

По този начин τn \u003d 0,1 * 2 * 2 * 1,3 * 10 \u003d 5,2 min.