Термическая обработка оси
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.
Химический состав стали 40Х представлен в таблице 2.12 [1]
Таблица 2.12 - Химический состав стали 40Х, % (ГОСТ 4543-71)
CSiMnNiSPCrCu0,36-0,440,17-0,370,5-0,8до 0,3до 0,035до 0,0350,8-1,1до 0.3
Критические точки стали 40Х представлены в таблице 2.13 [1]
Таблица 2.13 - Температура критических точек стали 40Х
Ас1, 0САс3(Асm), 0САr3(Аrсm), 0САr1, 0СМн, 0С743815730693325
Механические свойства Стали 40Х после закалки с 860 0С в масло и отпуска с 5000С в воду приведены в таблице 2.14 [1]
Таблица 2.14 Механические свойства
ТермообработкаСечение, мм?т, МПа?в, МПа?, %?, %КСU, Дж/мм2HBЗакалка 860С, масло. Отпуск 500С, вода или маслоДо 80780980215560265-297
Полоса прокаливаемости стали 40Х после нормализации при 8600 С и закалки с 8500 С [1]
Рисунок 2. Полоса прокаливаемости стали 40Х после нормализации при 8600С и закалки с 8500С [1]
Изучив химический состав и свойства данных сталей приходим к выводу, что наилучшими механическими свойствами обладает сталь 40Х, и в заданном сечении 40 мм она принимает нужные механические, поэтому выбираем сталь 40Х. Сталь 40Х обеспечивает лучшую прокаливаемость даже при закалке в масло. Она прокаливается по всему сечению. Стали марок 40Г2, 35Г2 сложны в обработке до заданных механических свойств. Выбранная марка стали достигает более высоких механических свойств, при намного меньших затратах энергоресурсов.
3. Выбор технологии термической обработки
Поставленные прутки разрезают на мерные заготовки. Затем проводят предварительную термическую обработку в виде отжига t=8550C, основная цель которого снижение твердости для улучшения обрабатываемости резаньем. После предварительной механической обработки (точение) в окончательные размеры с небольшим припуском на шлифование, проводят окончательную упрочняющую термическую обработку и окончательную механическую обработку(шлифование).
Технологию изготовления оси можно реализовать путем: нагрев под закалку (t=8600C), закалка производится в масло. Затем проводят отпуск (t=5000C) с охлаждением в воде или масле.
Перед закалкой, для измельчения зерна можно провести нормализацию (t=8600С) с охлаждением на воздухе.
После закалки получим структуру мартенсита пакетного. Структура после высокого отпуска - сорбит отпуска.
Закалка стали 40Х с высоким отпуском, обеспечивает высокие значения предела упругости и большую вязкость и высокую твердость поверхности.
t, 0C
?, мин.
4. Выбор основного оборудования
Конвейерные закалочно-отпускные агрегаты состоят из закалочных конвейерных электропечей типа CKО, закалочных баков, моечных машин, отпускных конвейерных электропечей типа СКО (для высокого отпуска). Схематические разрезы конвейерного закалочно-отпускного агрегата представлены на рисунке 4. Вследствие использования в электропечах окислительной атмосферы, обработанные в них детали имеют окалину и требуют значительно большей механической обработки. Они предназначены для встраивания в автоматические и поточные линии на автомобильных, подшипниковых, тракторных, метизных и других заводах.
Нагрев под закалку ведется в воздушной атмосфере, а высокий отпуск также в воздушной среде.
Конвейерная лента выполнена из штампованных звеньев (углеродистая сталь) и опирается на не приводной рольганг. Для ускорения и обеспечения равномерности нагрева каждая зона нагрева снабжена центробежным вентилятором, установленным на съемной крышке зоны. Закалочный бак для масла присоединяется к установке.
Моечные машины с аналогичной конструкции конвейерной ленты выпускаются двухзонными. В одной зоне происходит промывка деталей, поступающих из масляного бака, специальным раствором, во второй-охлаждение деталей водой.
Таблица 4.1. - Состав агрегата
Индекс агрегатаЗакалочная электропечьЗакалочный бак для маслаМоечная машинаОтпускная электропечьПроизводительность агрегата, кг/чСКОА-4.30.1/7СКО-4.30.1/9МКП-6.20СКО-8.35.4/7150-240
Рисунок 4. Конвейерный закалочно-отпускной электропечной агрегат с закалкой в масле и высокотемпературным отпуском: I - труба к вытяжной вентиляции; 2 - закалочная электропечь; 3 - труба для отвода паров масла в вытяжную вентиляцию; 4-присоединения к цеховой вентиляции; 5 - закалочный бак; 6 - конвейерная моечная машина; 7 - отпускная электропечь; 8 - для подвода воды; 9 - штуцер для слива воды; 10 - штуцер для слива раствора; 11 - штуцер для подвода и отвода пара; 12 - для аварийного слива закаливающей жидкости; 13 - штуцер для подвода закаливающей жидкости; 14 - штуцер для подвода жидкости
5. Выбор контролируемой атмосферы
В результате нагрева сталей на основе хрома в воздушной атмосфере происходит их окисление и обезуглероживания, так как хром является ведущим элементом по значению термодинамического потенциала окисления. Поэтому нагрев данной оси под нормализацию было решено проводить в контролируемой атмосфере. В качестве контролируемой атмосферы используется эндогаз.
Наличие 20% CO в составе эндогаза обеспечивает углеродный потенциал атмосферы 0.4-0.5%. Сталь 40Х в этой атмосфере не окисляется и не обезуглероживается.
Эндотермическая атмосфера (эндогаз) получается при частичном сжигании природного газа или жидких углеводородных смесей при большом недостатке воздуха а=0.25-0.28 в эндогенераторах; а обозначается коэффициент расхода воздуха, который представляет собой отношение действительного количес