Uvod

Izobraževalna varilno-termična in mehanska praksa je bila zaključena v OJSC "Mogilev plant" Strommashina ". Spada v Republiko Belorusijo in je v pristojnosti Ministrstva za arhitekturo in gradbeništvo Republike Belorusije.

Leta 1913 je partnerstvo bratov Mazya in Aranzon odprlo livarno bakra in strojno podjetje v Mogilevu. Družba se je lotila gradnje mlinov, oljarn in žganjarn, prodaje plugov, sekir itd.

Leta 1920 je bil obrat nacionaliziran in se je ukvarjal s popravilom avtomobilov, taborniških kuhinj in izdelavo vojaških vozov.

Leta 1921 se je začela proizvodnja plugov, bran in rezervnih delov za kmetijske stroje. Leta 1926 je tovarna obvladala proizvodnjo ročnih mlatilnic, rezalnikov silaže, konjskih pogonov, sejalnic, tehtnic. Tovarna se je gradila naprej.

Leta 1941 je bila tovarna po razgradnji opreme evakuirana v notranjost. Leta 1946 se je začela obnova obrata, ki je bil prenesen na Ministrstvo za gradbeništvo in ceste. Od takrat je prejela novo ime "Strommashina".

Leta 1950 je tovarna dobila nove naloge, ki so zahtevale njeno širitev. Novozgrajene stavbe so bile opremljene s sodobno opremo.

Leta 1962 je tovarna prvič obvladala in začela serijsko proizvodnjo tovornjakov z nosilnostjo 2000 kg. in novi modeli potniških dvigal z nosilnostjo 350-500 kg

Od leta 2004 so prvič v Republiki začeli izdelovati zelo zapleten stroj - Walking Blade Former.

V letu 2005 bo tovarna nadaljevala s proizvodnjo vibracijske stiskalnice s potiskačem palet MZ2-002.

To podjetje ima naslednje glavne delavnice:

1) Montažna in gradbena trgovina št. 1

2) Livarna železa št. 2

3) Mehanska montažna delavnica št. 3

4) Mehanska montažna delavnica št. 4

5) Mehanska montažna delavnica št. 6

6) Mehanska montažna delavnica št. 10

7) Trgovina s strojno opremo št. 12

8) Montažna in lakirnica št. 15

Podjetje zaposluje 2598 ljudi. Tisti, ki imajo višjo (442 oseb), srednjo specialno (664 oseb), poklicno (968 oseb), srednjo (968 oseb), osnovno in primarno (38 oseb).

Varjenje in toplotna praksa

Cilj: Prejeti varnostne informacije. Seznanite se z osnovnimi postopki kovaštva in opremo namenjeno kovaštvu.

Ob prihodu na varilno-termiško vadbo sem dobil seznanitev o varnosti in varstvu pri delu pri varilno-termični vaji. Dobili smo osebno varovalno opremo za glavo in oči (čelada, očala) in kombinezon. Vstop v delavnice brez kombinezonov in osebne zaščitne opreme je strogo prepovedan.

1.1.2) Kovaštvo. Ekstrakcija blata in razbijanje kovin.

Kovinsko stiskanje je operacija povečanja površine prečnega prereza prvotnega obdelovanca z zmanjšanjem njegove višine (slika 1.1, a). Osnutek se uporablja pri izdelavi odkovkov z velikim prerezom in relativno nizko višino (zobniki, diski itd.). Pri izdelavi votlih odkovkov, kot so obroči, bobni in podobno, se kot predhodna operacija uporablja stiskanje. Različica padavin je pristanek, ki je sestavljen iz lokalnega povečanja preseka (slika 1.1, b). Obrezovanje se običajno uporablja za pridobivanje glav vijakov, obročev, prirobnic itd. Pri izdelavi serije odkovkov s sorazmerno zapleteno konturo v pogojih majhne proizvodnje, ki jih je težko izvesti z zgornjimi operacijami, se uporablja tako imenovano žigosanje v podpornih matricah (slika 1.1, d). Glave ključev, glave vijakov, oporniki s prirobnicami in drugi odkovki so lahko izdelani v podpornih matricah. Risanje kovine Risanje je operacija povečanja dolžine prvotnega obdelovanca z zmanjšanjem njegovega preseka (slika 1.1, c). Vlečenje se uporablja pri izdelavi odkovkov s podolgovato osjo (valji, vzvodi, ojnice, palice itd.) In je najpogostejša kovaška operacija. Izvaja se z zaporednimi udarci ali stiskanjem na ločene dele obdelovanca, ki mejijo drug na drugega. Ko se obdelovanec deformira, nastane izboklina njegovih ploskev, ki ne trčijo ob udarce. Da bi odpravili ta pojav, se obdelovanec med postopkom vlečenja občasno ali po vsakem udarcu (pritisku) obrne (vrne) za 90 ° okoli svoje osi. Na intenzivnost risbe vpliva širina in oblika uporabljenih udarcev, stanje njihove površine in dolžina deformabilnih odsekov obdelovanca. Čim višja je površinska obdelava udarcev, čim manjša je njihova širina in čim krajša je dolžina deformabilnih odsekov obdelovanca, tem bolj intenzivna je risba. Intenzivnost nape se poveča, če namesto ravnih uporabite izrezane matrice. Zaporedno menjavanje raztezanja in stiskanja lahko bistveno zmanjša anizotropijo mehanskih lastnosti. Različice nape so: valjanje (distribucija); overclocking (razširitev) itd. Vlečenje na trn je postopek za povečanje dolžine votlega odkovka z zmanjšanjem njegovega zunanjega premera in debeline stene. Ta postopek se uporablja pri izdelavi votlih odkovkov, kot so topovske cevi, kotlovski bobni, rotorji turbin itd. Temu postopku se podvržejo vnaprej zašiti surovci, ki se namestijo na trn in z izrezom stisnejo kot trdni surovci. ali ploščate matrice. Sheme glavnih operacij prostega kovanja Slika. 1.1. Sheme glavnih operacij prostega kovanja 1.1 prikazuje risbo cevi na trnu s pomočjo rezalnih in ravnih matric. Razvaljanje na trnu (distribucija) je operacija za povečanje zunanjega in notranjega premera votlega obdelovanca z zmanjšanjem debeline njegovih sten (slika 1.1, e) in se uporablja pri izdelavi obročev, povojev, bobnov itd. .

risanje. 1.1. Sheme glavnih operacij prostega kovanja

Uporablja se naslednja oprema: Horizontalna hidravlična stiskalnica "Azhur-3M", Vertikalna hidravlična stiskalnica "PV-100"

Namen: Utrditi znanje o temah rezanja, krivljenja in šivanja kovin.

1.2.1) Rezanje, krivljenje, prebadanje kovine

Upogibanje (upogibanje) kovine Upogibanje je operacija, s katero se obdelovancem daje upognjena oblika vzdolž dane konture (slika 1.1, e). Ta postopek proizvaja kvadrate, sponke, kavlje, oklepaje itd. Pri upogibanju pride do spremembe prečnega prereza obdelovanca v območju upogibanja zaradi stiskanja njegovih notranjih in raztezanja njegovih zunanjih plasti, imenovanih estrih. Za kompenzacijo estriha na krivini obdelovanca je predvidena povečana velikost debeline. Pri upogibanju je možna tvorba gub vzdolž notranje konture in razpok vzdolž zunanje konture. Da bi se izognili temu pojavu, se izbere ustrezen polmer ukrivljenosti in upogibni kot. Poleg obdelovancev trdnega profila je mogoče upogniti tudi cevi, za katere so slednje napolnjene s peskom in tesno zamašene s čepi na obeh straneh.

Rezanje kovin Rezanje kovin je postopek ločevanja enega dela obdelovanca ali odkovka od drugega (slika 1.1, h). Rezanje se uporablja za pridobivanje več kratkih gredic iz dolgih gredic, za odstranitev odvečne kovine na koncih gredic ali odkovkov, za odstranitev odvečne kovine v notranji konturi odkovka (rezanje), za odstranitev dobičkonosnih in spodnjih delov ingota, itd. Rezanje kovin se izvaja z uporabo osi različnih oblik (slika 1.2, d).

Vstavljanje kovine Vstavljanje je postopek pridobivanja luknje v obdelovancu (slika 1.1). Utripajoče orodje je utripajoče orodje, ki je lahko trdno ali votlo (slika 1.2, e). Za prebadanje relativno tankih odkovkov se uporabljajo podporni obroči (slika 1.2, i). Osnovno kovaško orodje Risba. 1.2. Glavno kovaško orodje Luknje do premera 400-500 mm se šivajo z neprekinjenim šivanjem. Luknje s premerom 300-900 mm so zašite z votlimi šivi. Prebadanje z votlimi prebadanji je v mnogih primerih namenjeno odstranitvi osrednje cone segregacije iz obdelovanca in uporabi bolj kakovostne kovine obrobnih območij ingota.

risanje. 1.2 Osnovno kovaško orodje

Uporablja se naslednja oprema: Osi različnih oblik, podporni obroči, šivanje, Vertikalna hidravlična stiskalnica "PV-100", Horizontalna hidravlična stiskalnica "Azhur-3M".

V tovarni Mogilev Strommashina se ta dela izvajajo v delavnici strojnega oblikovanja št. 1

Namen: Utrditi znanje na temo toplotne obdelave kovin.

1.3.1 Toplotna obdelava kovine

Toplotna obdelava kovin in zlitin - postopek toplotne obdelave kovinskih izdelkov, katerega namen je spremeniti strukturo in lastnosti v določeni smeri.

Med glavnimi vrstami toplotne obdelave je treba omeniti:

Žarjenje (homogenizacija in normalizacija). Cilj je doseči enakomerno zrnato mikrostrukturo in raztopiti vključke. Naknadno ohlajanje je počasno, kar preprečuje nastanek neravnovesnih struktur, kot je martenzit.

Kaljenje poteka s povečano hitrostjo hlajenja, da dobimo neravnovesne strukture martenzitnega tipa. Kritična hitrost hlajenja, potrebna za utrjevanje, je odvisna od materiala.

Kaljenje je potrebno za razbremenitev notranjih napetosti, ki nastanejo med kaljenjem. Material postane bolj duktilen z nekoliko zmanjšanjem trdnosti.

Disperzijsko utrjevanje (staranje). Po žarjenju se izvede segrevanje na nižjo temperaturo, da se izolirajo delci utrjevalne faze. Včasih se izvaja postopno staranje pri več temperaturah, da se izolira več vrst utrjenih delcev.

2. Oprema za toplotno obdelavo.

3. Električne in plinske šaržne peči se uporabljajo v pilotni, enojni in majhni proizvodnji za toplotno obdelavo malih in srednjih.

Električne in plinske komorne peči so namenjene žarjenju, kaljenju, segrevanju pred kovanjem, normalizaciji kovinskih delov, kaljenju, pa tudi žganju keramičnih izdelkov in toplotni obdelavi steklenih izdelkov.

Električni in plinski šaržni sušilniki se uporabljajo v posamični in maloserijski proizvodnji za toplotno obdelavo različnih vrst materialov.

Komorni sušilniki se uporabljajo pri nizkotemperaturnih termičnih procesih, kot so razvlaževanje, predgretje pred ostalimi termičnimi postopki, testiranje toplotne trdnosti, vulkanizacija gume, prašno lakiranje, nizkotemperaturno kaljenje itd.

Šaržne električne in plinske drsno talne peči se uporabljajo za toplotno obdelavo v posamični ali serijski proizvodnji srednje velikih in velikih delov. V primerjavi z drugimi vrstami pečic so električne in plinske pečice primernejše za postopke nakladanja in razkladanja, ki jih je mogoče mehanizirati.

Električne in plinske drsno talne peči se uporabljajo za ogrevanje pred kovanjem, kaljenje, žarjenje, popuščanje, umetno staranje, normalizacijo kovinskih delov ter žganje keramičnih izdelkov in toplotno obdelavo steklenih izdelkov.

Električni in plinski sušilniki z izvlečnim šaržnim dnom so namenjeni toplotni obdelavi različnih materialov in delov v serijski proizvodnji. V primerjavi z drugimi sušilniki je nakladanje in razkladanje bolj priročno, kar je mogoče mehanizirati.

Ta vrsta sušilnika se uporablja za nizkotemperaturne termične postopke, kot so razvlaževanje, testiranje toplotne trdnosti, predgrevanje pred drugimi termičnimi postopki, prašno lakiranje, vulkanizacija gume, nizkotemperaturno kaljenje itd.

Kontinuirane električne in plinske tunelske peči se uporabljajo v masovni proizvodnji za toplotno obdelavo različnih materialov.

Električne in plinske tunelske peči se enostavno vključijo v kontinuirane tehnološke proizvodne linije. Za razliko od običajnih pečic in sušilnikov so električne in plinske tunelske peči, odvisno od avtomatizacije in mehanizacije, bolj produktivne.

Kontinuirani električni in plinski tunelski sušilniki so namenjeni toplotni obdelavi različnih materialov in delov v serijski proizvodnji.

Ta vrsta opreme se enostavno integrira v neprekinjene proizvodne linije in je glede na stopnjo mehanizacije in avtomatizacije produktivnejša od običajnih peči in sušilnikov.

Električne in plinske zvončaste peči se uporabljajo v serijski proizvodnji za postopke toplotne obdelave. Zvončaste peči se uporabljajo za žarjenje žice, trakov in drugih kovinskih izdelkov. Zvonaste peči so sestavljene iz obloženega zvona z grelci in ene ali več fiksnih ploščadi.

Zvončaste peči se uporabljajo pri toplotni obdelavi izdelkov velike teže in velikosti. Zvonaste peči zaradi svoje zasnove prihranijo proizvodni prostor, z več platformami pa je mogoče doseči večjo produktivnost. Zvončaste peči so primerne pri uporabi zaščitnih plinov.

Gredne električne peči se uporabljajo za toplotno obdelavo dolgih delov v navpičnem položaju, pa tudi za težke dele, ki zahtevajo žerjav za nalaganje v delovno komoro. Jaščne peči imajo delovno komoro v obliki valja ali pravokotnika, glede na proces pa so opremljene z zračnim mešalom ali ne.

Jaščne peči so lahko opremljene z retortami, ki se uporabljajo v termokemičnih procesih, kot so plinsko naogljičenje, nitrokarburiziranje in nitriranje.

Oprema za indukcijsko ogrevanje temelji na principu elektromagnetne indukcije. Oprema za indukcijsko ogrevanje segreva ali tali telesa zaradi toplotnega delovanja vrtinčnih električnih tokov, ki tečejo v segretem telesu. Oprema za indukcijsko ogrevanje se uporablja za lokalno utrjevanje notranjih ali zunanjih površin delov.

Zagotovite potrebno trdoto površine z nasičenjem površinskih plasti kovine z dušikom ali ogljikom. Peči za termokemične procese se lahko uporabljajo za skoraj vse vrste jekla. Termokemijske procesne peči se uporabljajo za naslednje operacije: naogljičenje, naogljičenje in nitriranje.

Vakuumske peči so hermetično zaprte naprave, v katerih potekajo elektrotermični procesi, za katere veljajo posebne zahteve. Vakuumske peči se uporabljajo za neoksidacijsko segrevanje kovin in za taljenje kovin z visoko stopnjo čiščenja. Vakuumske peči se uporabljajo pri taljenju, rafiniranju, vlivanju v kalupe jekel, toplotno odpornih zlitin, visoko legiranih jekel, pa tudi barvnih in redkih kovin.

Uporablja se naslednja oprema: Jaščne peči za kaljenje ( ShES-780N), Peči za toplotno obdelavo kovin s podstavnim ognjiščem ( KESmvp-3000N), Komorne peči za toplotno obdelavo kovin ( KESM-97).

V tovarni Mogilev Strommashina se ta dela izvajajo v delavnici za strojno montažo št. 3.

Namen: Utrditi znanje o temah: ročno obločno varjenje, varjenje v ogljikovem dioksidu, plinsko varjenje, plinsko rezanje.

1.4.1) Varjenje

Varjenje je postopek pridobivanja trajne povezave z vzpostavljanjem medatomskih vezi med deli, ki jih je treba zvariti, med njihovim lokalnim ali splošnim segrevanjem ali plastično deformacijo ali kombiniranim delovanjem obeh. Običajno se uporablja za spajanje kovin, njihovih zlitin ali termoplastov, pa tudi v medicini.

Za varjenje se uporabljajo različni viri energije: električni oblok, plinski plamen, lasersko sevanje, elektronski žarek, trenje, ultrazvok. Razvoj tehnologije zdaj omogoča varjenje ne le v industrijskih podjetjih, ampak tudi na prostem, pod vodo in celo v vesolju. Varjenje vključuje tveganje požara, električnega udara, zastrupitve s škodljivimi plini, izpostavljenosti ultravijoličnim žarkom in poškodbe oči.

Ročno obločno varjenje

Za varjenje se uporablja elektroda s prevleko (prevleko), ki se nanese na njeno površino. Ko se prevleka tali, nastane zaščitna plast, ki ločuje območje varjenja od atmosferskih plinov (dušik, kisik) in prispeva k legiranju zvara, poveča stabilnost gorenja obloka, odstrani nekovinske vključke iz kovine zvara, oblikuje zvar itd. Odvisno od vrste elektrode in varjenih materialov se električno varjenje izvaja z enosmernim tokom obeh polaritet ali z izmeničnim tokom.

Varjenje v ogljikovem dioksidu

Bistvo postopka varjenja v ogljikovem dioksidu je naslednje. Ogljikov dioksid, ki vstopa v območje varjenja, ga ščiti pred škodljivimi vplivi zračne atmosfere. Poleg tega pri visoki temperaturi varilnega obloka ogljikov dioksid delno disociira na ogljikov monoksid in kisik 2C0 2 2CO +O 2 .

Posledično se v območju obloka tvori mešanica treh različnih plinov: ogljikov dioksid, ogljikov monoksid in kisik.

Ker temperatura obloka ni povsod enaka, tudi sestava plinske mešanice v območju obloka ni enaka. V osrednjem delu, kjer je temperatura obloka visoka, ogljikov dioksid skoraj popolnoma disociira. V območju ob varilnem bazenu količina ogljikovega dioksida prevladuje nad skupno količino kisika in ogljikovega monoksida. Vse tri komponente plinske mešanice ščitijo kovino pred izpostavljenostjo zraku, hkrati pa jo oksidirajo tako pri prehajanju kapljic elektrodne žice v zvarni bazen kot na površini

Plinsko varjenje

Plinsko ali plinsko talilno varjenje, tudi plinsko varjenje - talilno varjenje z uporabo mešanice kisika in gorljivega plina, predvsem acetilena; manj pogosto - vodik, propan, butan itd. Toplota, ki se sprošča pri zgorevanju mešanice kisika in gorljivega plina, tali površine, ki jih je treba zvariti, in dodajni material, da nastane zvar - kovina zvara je v tekočem stanju. Plamen je lahko oksidacijski ali redukcijski, tega uravnava količina kisika. Glede na sestavo osnovne kovine je izbrana sestava polnilnih palic

plinsko rezanje

Plinsko rezanje poteka tako, da se kovina sežge v kisiku, ki izstopa iz plinskega gorilnika in razpiha zgorele kovinske delce. Kovina na mestu rezanja se predhodno segreje s plamenom mešanice kisika in acetilena. Med zgorevanjem, ko se kovina reže, se njene spodnje plasti segrejejo s toploto, ki se sprošča med zgorevanjem.

Ta metoda rezanja je uporabna v primerih, ko je tališče kovin, ki jih režemo, višje od tališča njihovih oksidov. Slednja mora biti v staljenem stanju dovolj tekoča, da jo je mogoče zlahka odstraniti iz reza s curkom kisika.

Uporablja se naslednja oprema: Varilni aparat Oliver VD-350, Varilni aparat Oliver PDU-350.1K, Varilni aparat OLIVER MMA 200, Elektrode S-7016, Elektrode MP-3

V tovarni Mogilev Strommashina se ta dela izvajajo v delavnici za strojno konstrukcijo št. 1, delavnici za strojno montažo št. 10, delavnici za montažo in lakiranje št. 15.

Namen: Utrditi znanje o temah protikorozijske obdelave, peskanja, polimernega barvanja.

1.5.1) Celovito delo

Kompleksna obdelava kovin:

1) proti koroziji;

2) peskanje;

3) polimerno barvanje;

1) Korozija je ena glavnih težav pri reševanju vprašanja zagotavljanja trajnosti kovinskih konstrukcij. Razlog za nastanek tega negativnega pojava je kemični učinek okolja na kovino, zaradi česar pride do njegove postopne oksidacije in uničenja. In vsi vedo, da je korozijo kovin veliko težje ustaviti kot preprečiti, zato so preventivni ukrepi za obdelavo kovinskih konstrukcij danes tako pomembni za graditelje. Do danes je najučinkovitejši način za boj proti koroziji kovin celovita protikorozijska obdelava, ki zagotavlja varnost, pravilno delovanje konstrukcij in bistveno podaljša življenjsko dobo kovinskih konstrukcij in opreme s kovinskimi elementi.

Hladno cinkanje

Glavna metoda protikorozijske obdelave kovinskih konstrukcij je hladno cinkanje - ena od splošno priznanih metod zaščite jekla pred korozijo. Združuje prednosti tradicionalnih metod obdelave kovinskih konstrukcij - cinkanja in barvnih premazov. Glavna sestavina sestavkov, polnjenih s cinkom, je visoko dispergiran cinkov prah. Sestavine, polnjene s cinkom, se nanašajo med obdelavo kovinskih konstrukcij s tradicionalnimi metodami barvanja in lakiranja (pršenje, čopič, valj) na predhodno pripravljeno kovinsko površino. Rezultat je premaz z vsebnostjo cinka do 97%.

Hladno cinkanje zagotavlja kombinirano zaščito jekla, ki združuje zaščitni (katodni) mehanizem, kot so cinkove kovinske prevleke (vroče cinkanje, galvanizacija) in hidroizolacijski mehanizem, kot so tradicionalne barve in laki. Zaradi tega je hladno cinkanje na področju protikorozijske obdelave kovinskih konstrukcij boljše od drugih metod glede odpornosti proti koroziji in življenjske dobe premaza. Hladno cinkanje je večnamensko: pocinkani premazi se lahko uporabljajo v različnih pogojih delovanja kot samostojen premaz ali kot temeljni premaz v kombiniranih sistemih v kombinaciji z barvnimi in laki za različne namene.

2.3 Izbira pripomočkov za toplotno obdelavo

Razpoložljivost ustrezne opreme za glavne in vmesne postopke priprave torej. prispeva k izboljšanju tehnološkega procesa, izboljša kakovost obdelanega orodja, izboljša delovne pogoje delavcev.

Kot naprave uporabljamo: klešče z ravnimi gobami, vrhovi.

2.4 Izbira pomožnih operacij

1. Predhodno pranje instrumenta iz soli in olj se izvede v pralnem stroju. V tem stroju je orodje izpostavljeno kemičnemu in mehanskemu delovanju vroče alkalne raztopine. Sestava je narejena iz tekočega stekla kavstične sode. Skupna alkalnost raztopine naj bo 0,38 - 0,41 NaOH.

2. Pred luženjem se prekuha v slani vodi (v vreli 2 % raztopini klorovodikove kisline), da se skrajša razgradnja kisline in čas luženja. Kuhanje poteka 5-10 minut in je namenjeno raztapljanju soli, ki ostanejo na površini orodja po segrevanju v soli, kot tudi zrahljanju lestvice.

3. Jedkanje je namenjeno končni odstranitvi lestvice, uničenju in odstranitvi kloridnih soli, ki ostanejo po predhodnem vrenju. Jedkanje se izvaja v raztopini 2 ur komercialne klorovodikove kisline, 1 ure vode, 0,5% aditiva in KS. Trajanje jedkanja 3-5 minut pri 18 - 20 C (odvisno od sloja in debeline luske),

4. Večkratno pranje se uporablja za popolno odstranitev kisline in umazanije, ki je nastala na obdelovancu med luženjem v tekoči vodi. Pranje spremlja večkratno stresanje.

5. Za popolno nevtralizacijo kisline 10 minut kuhamo v 2% raztopini sode.

6. Pasivacija se izvaja zaradi zaščite izdelka pred korozijo. Poteka v raztopini vroče vode, ki vsebuje 25% NaN0 2. Izpostavljenost v kopeli 3-5 minut, po takšni ponovni obdelavi je izdelek čist in zaščiten pred kasnejšo korozijo. Teh postopkov po žarjenju ni mogoče uporabiti v celoti.

2.5 Izbira in utemeljitev potrebnih operacij za nadzor kakovosti toplotne obdelave

Rezultat predhodnega pregleda se tako oceni s trdoto in mikrostrukturo. Pri zrnatem perlitu se kontrolira mikrostruktura med žarjenjem.

Parametri, nadzorovani za hitrorezna jekla po žarjenju: kemična sestava, velikost gredice ob dobavi, mikrostruktura po GOST 10243-75, trdota v žarjenem stanju po GOST 9012-59, ne nižja od HB 255, globina razogljičene plasti 0,5 -1 % d .

2.6 Analiza možnih napak pri toplotni obdelavi in ​​načini njihove odprave

Oksidacija in razogljičenje sta napaki, ki sta posledica kemijske reakcije, ki nastane pri segrevanju jekla med površinsko plastjo kovine in kisikom. Ti procesi negativno vplivajo na strukturno trdnost izdelkov, kar vodi do izgube kovine pri udarcu, zaradi česar je treba povečati dodatke za kasnejšo obdelavo.

Oksidacijo ugotavljamo z neposrednim pregledom obdelovanca, razogljičenje pa s kontrolo trdnosti med metalografskim pregledom.

Če je globina preboja večja od dodatka za brušenje, je poroka napačna. Za preprečevanje je treba ogrevanje izvajati v zaščitni atmosferi, v odsotnosti pa v škatlah z litoželeznimi ostružki, ogljem s 5% natrijevega pepela, žganim z azbestom, belim peskom itd. V solnih kopelih se za preprečevanje razogljičenja doda zmleti furosilicin v količini 0,5 - 1 mas.% soli ali boraksa, borove kisline, rumene krvne soli.

Nadzor trdote se običajno izvaja z uporabo CBM za žarjene izdelke.

Lom naftalena - za katerega je značilna posebna vrsta zloma, ki je posledica uničenja vzdolž kristalografskih ravnin; spremlja znatno zmanjšanje trdnostnih lastnosti in zlasti udarne trdnosti, ki je posledica konca vroče klasične obdelave pri previsoki temperaturi (nad 1180 C), če je bila stopnja deformacije med naknadnim žarjenjem majhna in če naknadno žarjenje ni bilo izvedeno dovolj natančno in ne zagotavlja zahtevane vrednosti trdote (HB 255 - 269), opravite ponovno kaljenje brez vmesnega žarjenja. Odpravo loma naftalena in obnovitev mehanskih lastnosti lahko ponovimo s popuščanjem.

3. Zasnova tehnološkega procesa utrjevalne toplotne obdelave

3.1 Določitev strukture procesa toplotne obdelave

Utrjevanje tako hitrorezno jeklo je specifično. Sestavljen je iz visokotemperaturnega segrevanja za kaljenje in naknadnega trikratnega temperaturnega popuščanja po 1 uro. Temperatura kaljenja je 1280 - 1290 C, temperatura pa 580 -600 C.

3.2 Načrtovanje posameznih operacij toplotne obdelave

Kaljenje je postopek toplotne obdelave, ki povzroči nastanek neravnovesnih struktur transformacije ali razgradnje avstenita med njegovim ostrim podhlajevanjem s hitrostjo nad kritično. Končni rezultat procesa utrjevanja je odvisen od hitrosti ohlajanja in končne temperature martenzitne transformacije. Višja kot je temperatura segrevanja, večja je legiranost trdne raztopine zaradi raztapljanja sekundarnih karbidov in posledično večja toplotna odpornost in sekundarna trdota. A po drugi strani intenzivnost raztapljanja velikih karbidov pri segrevanju nad določenimi temperaturami povzroči intenzivnost rasti avstenitnih zrn in s tem zmanjša trdnost in žilavost.

Pri nastavitvi temperature kaljenja se upoštevajo pogoji delovanja orodja. Pri orodju, ki deluje z velikimi udarnimi obremenitvami, se temperatura kaljenja včasih zniža, da se poveča trdnost in utrdi do finejšega zrna 11 točk. Za orodje, ki deluje v posebno težkem temperaturnem režimu, se temperatura utrjevanja poveča glede na optimalno z obdelavo za največjo toplotno odpornost.

Za jeklo R6M5 je način kaljenja sestavljen iz visokotemperaturnega postopnega kaljenja.

Prvo segrevanje se izvede pri temperaturi 400 - 500. C, s predhodnim potopitvijo 15 - 20 sekund. v prenasičeno raztopino boraksa, drugo segrevanje izvedemo pri temperaturi 830-860 C.

Postopno ogrevanje za kaljenje se bo izvajalo v solnih kopelih, ki se pogosto uporabljajo, ker. imajo naslednje številne prednosti: visoka intenzivnost in enakomernost ogrevanja, možnost lokalnega ogrevanja, preprečevanje oksidacije in razogljičenja. zaščita orodja pred vplivom kisika.

Pri kurjenju bomo uporabljali najpogostejšo sol BMZB, ki vključuje; 9b.9 % BaCl2+ 3 % MgF2, 0,1 % C.

Pogoji hlajenja med kaljenjem morajo zagotoviti ohranjanje visoke koncentracije ogljika, pri legiranih in hitroreznih jeklih pa je deformacija pri kaljenju čim manjša in ni razpok. Jeklo R18F2 bo hlajeno v olju.

Kaljenje je proces, ki povzroči preoblikovanje nestabilnih struktur utrjenega stanja v bolj stabilne.Kaljenje se izvaja s segrevanjem na temperaturo pod območjem transformacije, držanjem pri tej temperaturi in kasnejšim ohlajanjem.

Kaljenje hitroreznega jekla naj bi zagotovilo popolnejšo transformacijo preostalega avstenita, kar se doseže z uporabo večkratnega kaljenja s hlajenjem 20 - 40 ° C.

Temperatura popuščanja, trajanje in število popuščanj so določeni s kemično sestavo in izbranim pogojem za to operacijo. Kaljenje zagotavlja visoko trdoto in toplotno odpornost. Glavni namen popuščanja je disperzijsko utrjevanje.

V procesu popuščanja se iz trdne raztopine sproščajo dispergirani karbidi. In preoblikovanje preostalega avstenita v martenzit. Preostali avstenit se pri segrevanju poveže z legirnimi elementi in se pri ohlajanju od temperatur popuščanja spremeni v martenzit.

Za jeklo R6M5 bomo kalili trikrat s temperaturo 570 C po 1 uro, trdota po popuščanju je 63 HRC. Tvorba razpršenih karbidov zagotavlja visoko toplotno odpornost (600 - 650 C)

Struktura jekel po popuščanju je sestavljena iz popuščenega martenzita, karbidov (15-20%) in ostanka avstenita (2-3%), največja količina ostanka avstenita se spremeni v 10-12% med prvim popuščanjem, 6-8% med drugi - 3 - 5%.

Odpust bo potekal v standardni elektrodno-solni kopeli s pravokotnim delovnim prostorom tipa C-100, s temperaturo 850 C.

Kot tekoči medij se uporabljajo razmeroma preprosti mediji z visoko fluidnostjo, ki ne razjedajo površine strjenih izdelkov, kot je staljena sol 30% BaCl2 + 20% NaCl + 50% CaCl2.

Po kaljenju in popuščanju mora imeti jeklo R18F2 trdoto 65–66 HRC, toplotno odpornost T = 630 C, dobro žilavost in nizko brusljivost.

Oprema za t.o. je odločilnega pomena pri izvajanju tehnoloških procesov v termičnih trgovinah. Pomanjkanje ali napačna uporaba orodja lahko povzroči znatne zavrnitve. V tem procesu torej. bomo uporabili; košarica za kaljenje v solnih kopelih, klešče z ravnimi ploščatimi čeljustmi, zajemalka za odcejanje solnih kopeli, žlica za čiščenje solnih kopeli.

3.3 Izbira pomožnih operacij

Pomožni postopki vključujejo njegovo čiščenje po tem. ravnanje in protikorozijska obdelava,

Orodje očistimo, da odstranimo milo, soli, lestvico.

Postopek kemičnega čiščenja:

1. Predhodno pranje z vrelnim sodom v vroči (90 C) alkalni raztopini 0,38 - 0,41% NaOH

2. Kuhanje v nakisani vodi (v vreli 2% raztopini klorovodikove kisline).

3. Jedkanica

4. Večkratno izpiranje v tekoči vodi

5. Kuhanje v raztopini sode

6. Pasivacija.

Po tem večstopenjskem čiščenju je orodje čisto in zaščiteno pred kasnejšo korozijo.

3.4 Izbira in utemeljitev zahtevanih postopkov kontrole kakovosti toplotne obdelave

Pri kaljenju hitroreznega jekla se nadzoruje temperatura ogrevanja, čas zadrževanja, aktivnost razogljičenja končnih grelnih kopeli, temperatura hladilnih kopeli.

Trdota GOST 9013-59, HRC 63 - 65

Velikost avstenitnega zrna GOST 5636-82, 10-11 točk Po kaljenju in popuščanju se nadzoruje:

Trdota, HRC 63 - 65

Toplotna odpornost

Nehomogenost karbida (2-3 točke) Dovoljena količina preostalega avstenita 2 - 3%

3.5 Napake pri toplotni obdelavi in ​​kako jih odpraviti

1. Izguba oblike orodja med kaljenjem - napaka, ki se pojavi pri jeklih, katerih temperatura kaljenja je blizu temperaturam začetka taljenja. Zaradi prekomernega pregrevanja ali lege instrumenta v kopeli blizu elektrod pride do taljenja instrumenta, zato, ko instrument postavite v kopel, izklopite tok. To pomanjkljivost je mogoče odpraviti tudi z namestitvijo zaščitne stene iz opeke, ki ločuje elektrode od instrumenta.

2. Nezadostna trdota po kaljenju je lahko iz naslednjih razlogov;

a) nizka temperatura kaljenja (zaznana z mikroanalizo), kar povzroči nastanek nezadostno legiranega martenzita

b) nizko segrevanje med kaljenjem (ta razlog je mogoče zaznati z magnetno analizo).

Napako, ki je posledica teh vzrokov, odpravimo z žarjenjem in kasnejšim pravilnim kaljenjem in popuščanjem.

c) razogljičenje

d) poškodbe toplotne odpornosti

3. Poškodba toplotne odpornosti nastane zaradi zelo dolgega ali ponavljajočega segrevanja nad območjem Ac1 zaradi obogatitve karbidov MebC z volframom, kar zmanjša njihovo topnost med kaljenjem, posledica pa je nezadostno legiran martenzit, kar zaznamo z zmanjšanjem sekundarna trdota ali toplotna odpornost. To napako preprečimo z upoštevanjem določenega območja temperatur in trajanja ogrevanja.

4. Deformacijo in zvijanje ugotavljamo s preverjanjem dimenzij. Nastanejo zaradi notranjih napetosti, ki nastanejo med utrjevanjem; neenakomerno segrevanje za kaljenje in nepravilno potopitev v hladilni medij v martenzitnem intervalu; pravilno potopitev v medij za kaljenje, enakomerno segrevanje in preverjanje ukrivljenosti pred kaljenjem.

Vnos legirnih elementov v jeklo sam po sebi izboljša njegove mehanske lastnosti. Za pridobitev visoke površinske trdote in duktilnega jedra po naogljičenju in naknadni toplotni obdelavi so deli izdelani iz nizkoogljičnih jekel 15 in 20. Trdo in močno jedro, pridobljeno po naogljičenju in naknadni toplotni obdelavi za jekla z visoko vsebnostjo . ..

Kaljeno v olju in nizko temperirano. Naogljičenje je postopek difuzijske nasičenosti površinske plasti jeklenih delov z ogljikom. Izbira zaporedja vseh postopkov toplotne obdelave. Določimo zaporedje vseh operacij za izdelavo gredi primarnega menjalnika (od valjanih izdelkov do končnega izdelka). Zaporedje operacij je prikazano grafično z navedbo številke ...

Glavna oprema termičnega oddelka vključuje ogrevalne peči, kopalne peči, naprave za pridobivanje umetne atmosfere, indukcijske naprave za kaljenje, kaljene posode, to je opremo, s katero se izvajajo glavne tehnološke operacije. Pomožna oprema vključuje dvižno opremo, naprave za nalaganje delov, instrumente in instrumente, opremo za čiščenje delov itd.

Peči za toplotno obdelavo so razvrščene po naslednjih merilih:

• 1. Po namenu - univerzalne peči za žarjenje, normalizacijo, kaljenje in popuščanje; cementiranje; za nitriranje; posebne pečice.
• 2. Glede na temperaturo delovnega prostora - nizkotemperaturne, srednjetemperaturne, visokotemperaturne.
• 3. Po naravi nakladanja, razkladanja - komorne, jaške, peči s podstavnimi vozički.
• 4. Glede na vir toplote - olje, plin, elektrika.

V majhnih večtemperaturnih termičnih trgovinah in oddelkih se široko uporabljajo univerzalne komorne peči, ki delujejo na kurilno olje ali plin, električne komorne in gredne peči z grelci iz karborunda (silit).

Jaščne peči se pogosto uporabljajo za različne postopke toplotne obdelave: žarjenje, normaliziranje, kaljenje, visoko in nizko popuščanje ter kemično toplotno obdelavo. Te peči z navpično nameščeno delovno komoro omogočajo segrevanje dolgih delov (osi, gredi, cevi itd.) Kot tudi majhnih delov, ki jih postavite na posebne naprave (kolesa, sponke, obroči itd.). Postavitev dolgih delov v obešenem stanju zagotavlja njihovo minimalno deformacijo v območju pokritosti vozil: električnih dvigal, mostov. Jaščne peči zasedajo manjšo površino v delavnici in večjo količino izdelkov na enoto površine kurišča kot komorne peči.

Prednost jaščnih peči: enostavnost in kompaktnost, enostavnost vzdrževanja, možnost uporabe delavniških dvižnih in transportnih mehanizmov za nakladanje in razkladanje, sposobnost zagotavljanja enakomerne temperature v delovnem prostoru, relativna enostavnost zagotavljanja tesnosti delovnega prostora. prostor peči.

Pomanjkljivosti vključujejo težave pri delovanju z uporabo nadzorovanih atmosfer v kratkotrajnih načinih toplotne obdelave, povečano porabo energije.

Prednost električnih pečic pred pečicami na kurjavo je odsotnost dimnih plinov, ni potreben sistem za odvod dima, boljša toplotna izolacija in lažja regulacija temperature.

Pomanjkljivosti vključujejo težave pri mehanizaciji nakladanja in razkladanja izdelkov, težave pri ustvarjanju stabilne kontrolirane atmosfere v peči pri kratkotrajnih načinih toplotne obdelave in visoko specifično porabo kontrolirane atmosfere.

Komorne peči se pogosto uporabljajo za različne vrste toplotne obdelave delov v enojni in majhni proizvodnji. Komorne peči se lahko uporabljajo za toplotno obdelavo v skladu z naslednjimi načini: kaljenje, popuščanje, naogljičenje, nitriranje. Za toplotno obdelavo majhnih serij zobnikov, gredi, obročev, valjev itd. uporabljajo se komorne pečice.

Peči za naogljičenje se uporabljajo za toplotno obdelavo pri naslednjih postopkih: naogljičenje, kaljenje, popuščanje. V teh pečeh se obdelujejo deli, kot so zobniki, diski, palice itd.

V izogib pregrevanju obdelovancev so med grelniki in obdelovanci nameščeni zasloni, ki hkrati služijo kot vodila za pretok kuriščne atmosfere.

Pomanjkljivosti peči za karburiranje vključujejo grelnike z dušilcem, ki so podvrženi karburizaciji, kar bo povzročilo njihovo prezgodnjo odpoved, povečano specifično porabo energije.

Plinska peč se uporablja za žarjenje velikih delov, v majhni proizvodnji pa se uporabljajo šaržne peči s podstavnim ognjiščem. V peči s podstavnim ognjiščem se obdelujejo deli, kot so gredi, sklopke, zobniki in drugi deli.

Prednost plinske peči je, da gorilniki zagotavljajo enakomerno segrevanje kovine brez pregrevanja, uporaba električnih grelnikov za ogrevanje dna plinskih gorilnikov poenostavi peč in poveča uporabno prostornino grelne komore.

Slabosti: velika poraba energije, težave pri mehanizaciji nakladanja in razkladanja delov.

Kot glavno opremo za toplotno obdelavo plutastega kalibra izberemo univerzalno komorno peč. Za segrevanje manjših delov uporabljamo komorne uporovne peči tipa CHO 8.16.5./100.

Za hlajenje delov po toplotni obdelavi uporabljamo kalilne posode, ki so lahko cilindrične ali pravokotne. V rezervoarjih za kaljenje se deli ohlajajo v prostem stanju.

Kot dodatno opremo uporabljamo opremo za čiščenje delov po toplotni obdelavi - peskalne stroje in pralne stroje.

Pralni stroji se uporabljajo za čiščenje delov pred oljem in umazanijo. Kot tekočina za pranje se uporablja raztopina natrijevega pepela ali kavstične sode s temperaturo 80-90 ° C.

Med postopkom toplotne obdelave se deli oksidirajo in razogljičijo, zato jih je potrebno očistiti. V ta namen je potreben stroj za peskanje. Sestavljen je iz metalne naprave, čistilne komore in čistilnika. Čiščenje poteka z jeklenimi kroglicami.

Pomožna oprema vključuje ventilatorje, sredstva mehanizacije: dvižna in transportna oprema - žerjavi, nakladalni stroji itd. Pomožna oprema vključuje opremo, namenjeno nadzoru avtomatizacije toplotnih procesov in kakovosti izdelkov, vključno z laboratorijsko opremo in tehničnimi kontrolnimi napravami - merilci trdote.

V komornih pečeh se deli, težki do 10 kg, nalagajo in razkladajo ročno. Pri masi delov nad 10 kg se uporabljajo orodja za mehanizacijo (viseče klešče na monorailu, manipulatorji, nakladalni stroji). Majhne dele nalagamo v peč na paletah (pladnjih).

Nakladalni stroj je naprava, s katero se deli na posebnih paletah nalagajo in razkladajo iz peči. Premika se po tirnicah, ki se nahajajo v bližini peči.

Mostni žerjav je zasnovan za nakladanje in razkladanje težkih delov, med popravili, prenosom opreme. Žerjav je sestavljen iz mostu in vozička. Most je v celoti varjena konstrukcija, ki leži na tekalnih kolesih. Most se premika po tirnicah, ki se nahajajo vzdolž razpona delavnice. Voziček se premika po mostu žerjava.

Katedra za tehnologijo strojništva

Test

v disciplini "Tehnologija strojništva"

na temo: Tehnologija in oprema za toplotno obdelavo v strojništvu

Novosibirsk

Uvod…………………………………………………………………………...3

1. Tehnologija toplotne obdelave …….………………………………..4

1.1 Žarjenje jekla ……………………………………………………………………4

1.2.Normalizacija jekla……………………………………………………….7

1.3 Utrjevanje jekla …………………………………………………………………………7

1.4 Hladna obdelava jekla ……………………………..……………………...9

9

2. Toplotna obdelava litega železa ………………………………………...10

2.1 Žarjenje litega železa ……………..………………………………………………..…10

2.2 Normalizacija litega železa ............................................. .........................................................12

2.3 Kaljenje litega železa…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.4. Dopust……………………………………………………………………...14

3. Tehnologija toplotne obdelave barvnih kovin…………………14

14

3.2 Titan in njegove zlitine……………………………………………………………17

3.3 Magnezij in njegove zlitine …………………………………………………………. 18

3.4 Baker in njegove zlitine…………………………………………………………..19

4. Oprema za toplotno obdelavo………………………………..19

Zaključek………………………………………………………………………...24

Literatura……………………………………………………………...25

Uvod

V razvoju strojne industrije imajo pomembno vlogo termisti, saj je toplotna obdelava ena glavnih, najpomembnejših operacij splošnega tehnološkega cikla obdelave, kakovosti (mehanskih in fizikalno-kemijskih lastnosti) izdelanih delov. strojev in mehanizmov, orodij in drugih izdelkov je odvisno od njegove pravilne izvedbe.

Obetavna smer za izboljšanje tehnologije toplotne obdelave je intenzifikacija ogrevalnih procesov, namestitev enot za toplotno obdelavo v strojnih delavnicah, ustvarjanje avtomatskih linij z vključitvijo procesov toplotne obdelave v njih, pa tudi razvoj metod, ki izboljšujejo trdnostne lastnosti kovinskih materialov in obratovalne lastnosti delov, njihova zanesljivost in trajnost. Šele po študiju teorije in prakse toplotne obdelave kovin lahko termist uspešno dela v sodobnih strojnih obratih, uspešno uvaja najnovejše dosežke znanosti in tehnologije v tehnologijo toplotne obdelave, se bori za mehanizacijo in avtomatizacijo tehnoloških procesov.

Cilj dela je pregled opreme in tehnologije toplotne obdelave.

1. Tehnologija toplotne obdelave jekla

1.1. Žarjenje jekla

Žarjenje je vrsta toplotne obdelave, sestavljena iz segrevanja jekla na določeno temperaturo, zadrževanja in počasnega ohlajanja.

V procesu litja, valjanja ali kovanja se jeklene gredice neenakomerno ohladijo, kar vodi do nehomogenosti strukture in lastnosti ter pojava notranjih napetosti. Za odpravo različnih vrst strukturnih nehomogenosti se izvaja žarjenje.

Obstaja več vrst žarjenja, ki se razlikujejo po tehnologiji in namenu. Za mletje zrna pregretega jekla, zmanjšanje trdote in izboljšanje obdelovalnosti se uporabljajo popolno, nepopolno, izotermno žarjenje in žarjenje zrnatega perlita. Rekristalizacijsko žarjenje se uporablja za zmanjšanje notranjih napetosti, zmanjšanje trdote, povečanje plastičnosti in spremembo oblike zrn hladno deformirane kovine. Za odpravo intragranularne segregacije v legiranih jeklih - visokotemperaturno difuzijsko žarjenje.

Temperaturna območja glavnih vrst žarjenja za ogljikova jekla so prikazana na sliki 1.

riž. 1. Temperaturni intervali segrevanja različnih vrst žarjenja:

1 - polno in izotermično; 2 - nepopolna; 3 – žarjenje zrnatega perlita; 4 - rekristalizacija.

Popolno žarjenje se izvaja za hipoevtektoidna in evtektoidna jekla. Temperatura ogrevanja je 30°-50°C višja od A3, tj. struktura popolnoma preide v avstenitno stanje. Po izpostavitvi se jeklo počasi ohladi v peči. Hitrost hlajenja ogljikovih jekel je 100-150 ° С / uro, legiranih - 30-40 ° С / uro. Struktura jekla po popolnem žarjenju je feritno-perlitna, tj. kot na primer v diagramu Fe-C.

Nepopolno žarjenje izvajamo praktično za orodna hiperevtektoidna jekla, le če ob mejah zrn v strukturi ni cementita (cementitna mreža). Če obstaja cementna mreža, se za njeno odpravo uporabi normalizacija, o kateri bomo razpravljali spodaj. Temperatura ogrevanja je 30°-50°C višja od A1 (750°-780°C). Pri segrevanju bo struktura sestavljena iz avstenita in cementita, po počasnem ohlajanju iz perlita in cementita.

Izotermno žarjenje se izvaja za enak namen kot polno žarjenje, le da je za njegovo izvedbo potrebno manj časa (slika 2).

riž. 2. Način hlajenja med izotermnim (1) in popolnim žarjenjem (2).

Po segrevanju na temperaturo 30 ° -50 ° C nad A1, zadrževanju za izenačitev temperature v odseku, jeklo ohladimo nekoliko pod A1 (650 ° -700 ° C) in vzdržujemo pri tej temperaturi, dokler avstenit popolnoma ne razpade na ferit in perlit, nadaljnje hlajenje pri kateri koli hitrosti.

Za razliko od drugih vrst žarjenja, razgradnja avstenita tukaj ne poteka z neprekinjenim hlajenjem, temveč v izotermičnih pogojih (pri konstantni temperaturi). Tako žarjenje je lažje izvesti, ker temperaturo je lažje nadzorovati kot hitrost hlajenja.

Izotermno žarjenje se običajno uporablja za legirana jekla z visoko odpornostjo na avstenit (krivulja izotermnega upadanja je močno premaknjena v desno). Tako žarjenje lahko uporabimo le pri majhnih obdelovancih, pri katerih se temperatura po prerezu relativno hitro izenači.

Žarjenje zrnatega perlita se izvaja z namenom izboljšanja obdelovalnosti z zmanjšanjem trdote pri prevajanju lamelarnega perlita v zrnat. Tako žarjenje se uporablja za evtektoidna in nadevtektoidna jekla (če ni cementitne mreže).

Žarjenje se izvaja v skladu z enim od naslednjih načinov:

1. Ogrevanje 20°-30°C nad A1, izpostavljenost 3-5 ur, počasno ohlajanje

2. Segrevanje na enake temperature s kratko izpostavljenostjo, ohlajanje na 600°C, ponovno segrevanje na 740°-750°C in ponovno ohlajanje na 600°C. Takšni cikli segrevanja in zategovanja se ponovijo 2-4 krat, t.j. izvesti tako rekoč nihanje temperature jekla okoli A1. Zato takšno žarjenje imenujemo tudi nihalno žarjenje. Grafično je način nihalnega žarjenja prikazan na sl.3.

Rekristalizacijsko žarjenje se uporablja za zmanjšanje trdnosti, trdote, povečanje plastičnosti in odpravo raztezanja zrn po hladni plastični deformaciji (na primer vmesno žarjenje pri vlečenju žice). Nizkoogljična jekla so podvržena takšnemu žarjenju, saj so visokoogljična jekla v hladnem stanju slabo deformirana in praktično niso podvržena takšni obdelavi.

Pri tem žarjenju se segreje pod temperaturo A1 na 600°-700°C, čemur sledi ohlajanje v peči ali na zraku. V tem primeru se natezna trdnost (visoka po deformaciji) zmanjša, duktilnost pa se poveča.

1.2. Normalizacija jekla

Normalizacija je segrevanje jekla za 30°-50°C nad kritičnimi temperaturami A3 in Asm (slika 4), čemur sledi ohlajanje na zraku.

riž. 4. Fragment diagrama Fe-C

Cilj normalizacije podevtektoidnih konstrukcijskih jekel je nekoliko povečati trdnost (v primerjavi s trdnostjo po žarjenju) zaradi mletja strukturnih komponent (ferita in perlita).

Namen normalizacije nadevtektoidnih orodnih jekel je odpraviti mrežo cementita vzdolž meja perlitnih zrn in s tem preprečiti povečano krhkost jekla med kasnejšim kaljenjem.

1.3. Kaljenje jekla

Kaljenje je vrsta toplotne obdelave, ki vključuje segrevanje jekla na določene temperature (hipoevtektoidna 30°-40°C nad A3, nadevtektoidna 30°-40°C nad A1), zadrževanje in hitro ohlajanje s hitrostjo, ki je višja od zgornje kritične. .

Namen kaljenja je povečati trdoto, trdnost, odpornost proti obrabi.

Hitrost hlajenja med kaljenjem običajno določa hladilni medij (voda, olje, posebni mediji).

Uporablja se več načinov utrjevanja, ki so razvrščeni glede na način hlajenja. Utrjevanje v enem hladilnem sredstvu (voda ali olje). Najenostavnejši in najpogostejši način. Vendar so nekatera jekla nagnjena k pokanju, ko se ohladijo v vodi. Pri hlajenju v olju je hitrost hlajenja nižja, vendar se veliko jekel pri takem hlajenju ne utrdi (hitrost hlajenja je manjša od Vvkz in martenzit ne nastane).

Kaljenje v dveh hladilnikih (preko vode v olje)

Pri tej metodi je v zgornjem temperaturnem območju hitrost hlajenja visoka, vendar je jeklo dovolj duktilno in ne nastanejo pomembne napetosti. V območju martenzitne transformacije (pod 300°C) je hitrost ohlajanja pri prenosu dela v olje veliko manjša, kar praktično izključuje nastanek razpok. Trdota pri tej metodi kaljenja je enaka kot pri kaljenju v vodi.

Postopno kaljenje pomeni, da se deli po segrevanju prenesejo v kopel z alkalno talino (običajno KOH + NaOH). Segreto na temperaturo, ki je nekoliko višja od začetka tvorbe martenzita (350°-400°C), jo za kratek čas vzdržujemo, da se temperatura po preseku izenači, nato pa ohladimo v olju ali na zraku. Trdota po takem kaljenju je enaka kot pri prejšnjih metodah, vendar so napetosti in verjetnost pokanja še manjše. Stopenjsko kaljenje se uporablja samo za majhne izdelke (do 10 mm) iz ogljikovih jekel. Za večje dele se ne uporablja, saj je v alkalijski talini hitrost ohlajanja znotraj dela majhna.

Izotermno kaljenje poteka na enak način kot stopenjsko kaljenje, le da deli zdržijo dlje časa v alkalijski talini (dokler avstenit popolnoma ne razpade v bainit). V tem primeru ne nastanejo pomembne napetosti, vendar je trdota nižja kot pri drugih metodah utrjevanja. Prednost te metode je, da po njej ni potreben dopust. Izotermično kaljenje se običajno uporablja za kompleksne dele, ki so nagnjeni k deformacijam in razpokam.

Vse obravnavane metode utrjevanja so prikazane v diagramu razgradnje preohlajenega avstenita na sliki 5.

Slika 5. Različni načini utrjevanja: 1 - v enem hladilniku, 2 - v dveh hladilnikih, 3 - stopenjsko, 4 - izotermično

1.4. Hladna obdelava jekla

Hladna obdelava jekla se uporablja za zmanjšanje količine preostalega avstenita v utrjenih visokoogljičnih jeklih. Ko se ohladi na -70..-190 ° C, se preostali avstenit spremeni v martenzit.

Hladna obdelava se izvede takoj po utrjevanju s potopitvijo izdelkov v mešanico letalskega bencina s tekočim dušikom 1-1,5 ure.

Hladno zdravljenje se običajno uporablja:

1. Za orodja in obdelovance iz hitroreznega jekla

kroglični ležaji za povečanje trdote;

2. Za izboljšanje lastnosti trajnih magnetov;

3. Za stabilizacijo dimenzij natančnega merilnega orodja (na primer merilnikov).

1.5. kaljenje kaljenega jekla

Počitnice - vrsta toplotne obdelave, ki je sestavljena iz segrevanja kaljenega jekla na temperature pod A1, zadrževanja in hlajenja v vodi ali zraku.

Vsa kaljena jekla so izpostavljena kaljenju, da se zmanjšajo notranje napetosti, poveča udarna trdnost z rahlim zmanjšanjem trdote in trdnosti.

Odvisno od zahtev za izdelke, jih kalimo pri različnih temperaturah.

Nizko popuščanje (150°-220°C) se izvaja, da se rahlo zmanjšajo preostale napetosti brez znatnega zmanjšanja trdote. Uporablja se za rezalna orodja iz visokoogljičnih jekel in obrabne dele (na primer zobnike). Nastala struktura je kaljeni martenzit.

Srednje popuščanje (300°-500°C) se izvaja z namenom popolnejše razbremenitve in povečanja udarne trdnosti zaradi občutnejšega zmanjšanja trdote. Uporablja se za orodje za obdelavo lesa, vzmeti, vzmeti, štampiljke. Nastala struktura - trostite dopust.

Visoko kaljenje (500 ° -680 ° C) se običajno izvaja za dele iz legiranega jekla, da se doseže dobra kombinacija trdnosti in žilavosti.

2. Toplotna obdelava litin.

Toplotna obdelava litega železa se izvaja z namenom razbremenitve notranjih napetosti, ki nastanejo pri litju in povzročijo spreminjanje velikosti in oblike ulitka skozi čas, zmanjšanje trdote in izboljšanje obdelovalnosti ter povečanje mehanskih lastnosti.

Lito železo je podvrženo žarjenju, normalizaciji, utrjevanju in popuščanju, pa tudi nekaterim vrstam kemično-termične obdelave (nitriranje, aluminiziranje, kromiranje).

Žarjenje za razbremenitev notranjih napetosti je lito železo izpostavljeno pri naslednjih temperaturah:

- siva litina z lamelnim grafitom 500° -570°С;

Visoka trdnost z nodularnim grafitom 550 ° - 650 ° С;

Nizkolegirano 570° - 600°С;

Visoko legirano lito železo (tipa niresist) 620° - 650°С.

Segrevanje je počasno s hitrostjo 70° - 100°C / uro, zadrževanje pri temperaturi segrevanja je odvisno od mase in izvedbe ulitka in se giblje od 1 do 8 ur. Ohlajanje na 250°C (da preprečimo nastanek toplotnih napetosti) je počasno, s hitrostjo 20° - 50°C/h, kar dosežemo z ohlajanjem ulitka skupaj s pečjo. Nato se ulitki ohladijo na zraku.

Med tem žarjenjem ne pride do faznih transformacij, vendar se notranje transformacije odstranijo, viskoznost se poveča, upogibanje in razpoke med delovanjem so izključene.

Grafitizirajoče žarjenje se uporablja za proizvodnjo tempranega železa iz bele litine in za odstranjevanje mraza iz ulitkov iz sive litine.

Grafitizacijo pri temperaturah nad kritično lahko predstavimo na naslednji način:

Cementit → avstenit in grafit.

Proces grafitizacije se začne s pojavom grafitnih središč, ki se najlažje nukleirajo na mestih diskontinuitete - pri kaljenju in deformacijskih mikrorazpokah, mikroporah krčenja. V prvotnem stanju ima belo hipoevtektično železo strukturo, ki jo sestavljajo perlit, sekundarni in evtektični cementit. Pri prehodu skozi evtektoidno temperaturno območje se perlit spremeni v avstenit, pri dvigu temperature na 950°-1000°C pa se cementit (evtektični in sekundarni) razgradi in nastane struktura avstenita in grafita. Ta proces se imenuje prva stopnja grafitizacije.

Popolno grafitizacijo, to je pridobitev strukture, ki je sestavljena iz perlita in grafita, lahko dosežemo s hlajenjem litine;

1. v evtektoidnem temperaturnem območju s tako hitrostjo, da pride do neposrednega evtektoidnega razpada avstenita v ferit in grafit

(A → F + G);

2. nekoliko pod evtektoidnim temperaturnim območjem s tvorbo perlita iz avstenita z zadrževanjem pri tej temperaturi za grafitizacijo evtektoidnega cementita (C → F + G).

V obeh primerih dobimo strukturo ferita in grafita; ta proces imenujemo druga stopnja grafitizacije.

Žarjenje s predkaljenjem je sestavljeno iz dejstva, da se bela litina pogasi od 900 ° -950 ° C v vodi ali olju. Pri kaljenju med martenzitno transformacijo nastanejo številne mikrorazpoke, v katerih se najlažje nukleirajo grafitizacijski centri.

Žarjenje s predhodnim nizkotemperaturnim držanjem pomeni, da se bela litina vzdržuje 6-8 ur pri temperaturi 350°-400°C. Poveča se število grafitizacijskih centrov in skrajša čas žarjenja. Mehanizem vpliva izpostavljenosti nizkim temperaturam še ni ugotovljen.

Nizkotemperaturno žarjenje se uporablja za razbremenitev notranjih zaostalih napetosti v ulitkih iz sive litine. To žarjenje poteka po naslednjem načinu: počasno segrevanje ulitkov (30°-180°C/h) na 530°-620°C, držanje pri tej temperaturi 1-4 ure (od trenutka segrevanja do določena temperatura najdebelejšega dela ulitka) in počasno ohlajanje skupaj s pečjo s hitrostjo 10°-30°C/h na 250°-400°C. Zaradi takšnega žarjenja se notranje preostale napetosti zmanjšajo za 80-85% in poveča se količina ferita.

2.2 Normalizacija

Normalizacija se uporablja za povečanje vezanega ogljika, povečanje trdote, trdnosti in odpornosti proti obrabi sivih, nodularnih in visokotrdnih litin. Med normalizacijo se lito železo segreje nad temperaturo transformacijskega območja (850 ° -950 ° C) in po izpostavitvi 0,5-3,0 ure, pri kateri mora biti avstenit nasičen z ogljikom, se ohladi na zraku.

Raztapljanje grafita v Y-fazi je pomemben proces pri normalizaciji litega železa s feritno ali feritno-perlitno strukturo. Ta postopek je podoben naogljičenju jekla; razlika je v tem, da je med naogljičenjem površinska plast jeklenega dela nasičena z ogljikom iz zunanjega okolja, in ko se železni ulitek segreje z "uplinjačem", se v kovinski podlagi nahajajo številni grafitni vključki in nasičenost z ogljikom se pojavi v celotnem volumnu odlitka.

2.3 Kaljenje

Pri kaljenju litega železa so transformacije podobne transformacijam, ki nastanejo pri kaljenju jekla. Toda zaradi prisotnosti grafitnih vključkov v litem železu ima utrjevanje litega železa naslednje značilnosti.

Utrjevanje se izvaja iz dvofaznega avstenit-grafitnega stanja.

Pri segrevanju se grafit raztopi v avstenitu, zato se kljub drugačni začetni strukturi litega železa avstenit z evtektoidno ali nadevtektoidno koncentracijo ogljika pri ohlajanju transformira. Siva, temprana in nodularna litina so kaljene za povečanje trdote, trdnosti in odpornosti proti obrabi. Glede na način izvedbe je lahko utrjevanje litega železa volumetrično kontinuirano, izotermno in površinsko.

Pri skupnem neprekinjenem kaljenju se lito železo segreva za kaljenje (počasi za ulitke s kompleksno konfiguracijo) na temperaturo 40 ° - 60 ° C nad območjem transformacije (običajno do 850 ° - 930 ° C), da dobimo avstenit in grafit. struktura. Nato izpostavite segrevanju in nasičenju avstenita z ogljikom; daljša kot je izpostavljenost, več ferita in manj perlita, na primer 10 - 15 minut za perlitne litine in do 1,5 - 2 uri za feritne litine. Odlitki se hladijo v vodi (enostavna konfiguracija) ali olju (kompleksna konfiguracija).

Med izotermnim utrjevanjem se lito železo segreje na 830 ° - 900 ° C, drži 0,2 - 1,5 ure in ohladi v staljeni soli s temperaturo 250 ° - 400 ° C, po izpostavitvi pa se ohladi na zraku. Struktura litega železa po izotermičnem utrjevanju je sestavljena iz bainita, zadržanega avstenita in grafita. Prednost izotermnega utrjevanja je močno zmanjšanje utrjevalnih napetosti in zvijanja.

Površinsko utrjevanje s segrevanjem z uporabo visokofrekvenčnih tokov se uporablja za povečanje površinske trdote in odpornosti proti obrabi ulitkov iz litega železa. Za perlitne litine je priporočljivo površinsko utrjevanje. To je razloženo z dejstvom, da pri segrevanju perlitnih litin ni potrebe po nasičenju avstenita z ogljikom zaradi raztapljanja grafita. Transformacije, ki nastanejo pri površinskem utrjevanju takšnih litin, so podobne kot pri površinskem utrjevanju perlitnih litin 840° - 950°C, čas segrevanja je nekaj sekund, hitrost segrevanja okoli 400°C/s, hlajenje v vodi ali emulziji. . Mikrostruktura površinske plasti je fino igličast martenzit in vključki grafita. Po površinskem utrjevanju se izvede nizko popuščanje. Visokofrekvenčno površinsko utrjevanje se uporablja za dele iz perlitnega železa, ki delujejo proti obrabi - vodila postelj stroja (iz modificirane sive litine), ročične gredi in odmične gredi (iz nodularne litine), obloge cilindrov (iz legirane litine) in drugi deli.

2.4 Dopust

Kaljenje se izvaja za lajšanje toplotnih napetosti, povečanje trdote, trdnosti in odpornosti proti obrabi. Ogrevanje se izvaja počasi

kompleksne izdelke na temperaturo 150 ° - 300 ° C za obrabne dele ali 400 ° - 600 ° C, nato izpostavite 1 - 3 ure. Hlajenje poteka na zraku.

3. Tehnologija toplotne obdelave barvnih kovin.

3.1 Aluminij in njegove zlitine

podvrženi različnim vrstam toplotne obdelave, odvisno od sestave zlitin, vrste polizdelkov, delov in surovcev ter njihovega namena. V aluminiju ni polimorfnih in martenzitnih transformacij. Zato so za aluminijeve zlitine vrste toplotne obdelave, povezane s temi transformacijami, izključene.

Posebnost aluminija je njegova visoka toplotna prevodnost, zato je problem kaljivosti pomemben. Nagnjenost aluminija in njegovih zlitin k interakciji s plini, ki tvorijo atmosfero peči, je majhna. Zato ni bilo posebne potrebe.

Za aluminijeve zlitine so najbolj razširjene tri vrste toplotne obdelave: žarjenje, kaljenje in staranje.

Žarjenje. Žarjenje aluminijevih zlitin se uporablja, kadar je treba odpraviti neželene posledice, povezane z neravnovesno strukturo. Najpogosteje pri neravnovesni strukturi opazimo zmanjšano plastičnost, nizko odpornost proti koroziji in nezadostno deformabilnost. Kar zadeva aluminijeve zlitine, so najpogostejše naslednje sorte:

1. Neravnovesno stanje, značilno za lite zlitine. Pri pridobivanju ingotov in ulitkov so hitrosti hlajenja precej visoke, zato kristalizacija poteka v neravnovesnih pogojih, kar vodi do pojavov dendritične segregacije komponent zlitine. V tem primeru so legirne komponente v nečistočah neenakomerno porazdeljene po volumnu litih zrn, na mejah pa se pojavijo neravnovesne intermetalne faze. Ta narava strukture določa nizko tehnološko plastičnost zlitin in nizko odpornost proti koroziji.

2. Neravnovesno stanje, ki ga povzroča plastična deformacija, v katerem pride do pomembnih strukturnih sprememb, del deformacijske energije se absorbira, prosta energija sistema pa se poveča.

3. Neravnovesno stanje, ki je posledica predhodne toplotne obdelave. Glavna značilnost tega stanja je prisotnost v zlitini trdne raztopine na osnovi aluminija, bolj ali manj prenasičene z legirnimi komponentami.

4. Neravnovesno stanje, ki ga povzročajo preostale napetosti v masi kovine.

Med žarjenjem, katerega glavni parametri so temperatura in hitrost segrevanja ter trajanje izpostavljenosti pri določeni temperaturi, je mogoče odpraviti vsa zgoraj navedena odstopanja od ravnotežnega stanja. V tem primeru se plastičnost zlitin vedno poveča.

Za aluminijeve zlitine se uporabljajo naslednje vrste žarjenja: homogenizacijsko žarjenje, rekristalizacijsko žarjenje deformiranih polizdelkov, žarjenje toplotno utrjenih zlitin za mehčanje in žarjenje za razbremenitev preostalih napetosti.

kaljenje. Bistvo postopka je segrevanje zlitin na temperature, ki zadostujejo za raztapljanje nizkotemperaturnih faz, njihovo zadrževanje pri teh temperaturah in ohlajanje s hitrostjo, ki zagotavlja odsotnost procesov razpadanja.

Temperatura segrevanja za kaljenje je izbrana glede na naravo zlitine. Ker je raztapljanje neravnovesnih faznih procesov difuzija, mora biti temperatura kaljenja čim višja. Ne more preseči tempere neravnovesnega solidusa zlitin zaradi pojava pregorevanja, kar močno zmanjša mehanske lastnosti. Čas zadrževanja pri temperaturi segrevanja za kaljenje je določen s hitrostjo raztapljanja legirnih elementov, vključenih v presežne faze, in je odvisen od narave zlitine, njenega strukturnega stanja in pogojev segrevanja. Hitrosti hlajenja med kaljenjem morajo zagotoviti, da so koncentracije legirnih komponent, značilne za visoke temperature, v trdni raztopini fiksne. Pri izbiri hladilnega medija je treba upoštevati tudi debelino izdelkov.

Staranje. Staranje se uporablja za izboljšanje trdnostnih lastnosti aluminijevih zlitin. Če želite to narediti, lahko uporabite naravno in umetno staranje.

Spremembe v strukturi in lastnostih določajo različni mehanizmi razgradnje glede na temperaturo in čas staranja. Pri nizkih temperaturah ali kratkih časih zadrževanja je utrjevanje povezano z nastankom Guinier-Prestonovih (GP) con (slika 6).

Sl.6 Shema cone Guinier-Preston (po Heroldu): beli krogi - atomi aluminija; črno - atomi bakra

Ta vrsta staranja, ki je glavna za zlitine tipa duralumin, se imenuje consko staranje. S povišanjem temperature staranja ali časa zadrževanja se lahko pojavi še en mehanizem utrjevanja, ko ga dosežemo zaradi izločanja metastabilnih faz iz trdne raztopine, ki imajo koherentne ali polkoherentne meje z matriko. Takšno staranje, ki običajno poteka pri povišanih temperaturah, imenujemo fazno staranje:

Nadaljnje podaljševanje časa staranja povzroči nastanek oborin stabilnih faz, ki imajo nekoherentne meje z matriko. Koagulacija teh faz oslabi zlitine in ustrezno vrsto staranja imenujemo koagulacijsko staranje.

Povrnitev staranja. Ta vrsta toplotne obdelave se uporablja za kaljene in naravno starane aluminijeve zlitine. Bistvo te vrste toplotne obdelave je naslednje. Če se naravno starana aluminijeva zlitina za zelo kratek čas segreje na temperature, ki presegajo črto solvus za cone Guinier-Preston, se cone raztopijo in procesi faznega staranja še nimajo časa za nadaljevanje. Med poznejšim hitrim ohlajanjem struktura in lastnosti zlitine ustrezajo sveže kaljenemu stanju.

3.2 Titan in njegove zlitine

Titan je srebrno bela lahka kovina z gostoto 4,5 g/cm³. Tališče titana je odvisno od stopnje čistosti in je v območju 1660...1680°C.

Čisti jodidni titan, v katerem je količina nečistoč 0,05 ... 0,1%, ima modul elastičnosti 112.000 MPa, natezno trdnost približno 300 MPa in relativni raztezek 65%. Prisotnost nečistoč močno vpliva na lastnosti. Za tehnični titan VT1 s skupno vsebnostjo nečistoč 0,8% je natezna trdnost 650 MPa, relativni raztezek pa 20%.

Pri temperaturi 882 °C pride do polimorfne transformacije titana, titan s heksagonalno mrežo se spremeni v titan s telesno centrirano kubično mrežo. Prisotnost polimorfizma v titanu ustvarja predpogoje za izboljšanje lastnosti titanovih zlitin s toplotno obdelavo.

Titan ima nizko toplotno prevodnost. Pri normalnih temperaturah ima visoko korozijsko odpornost v atmosferi, vodi, organskih in anorganskih kislinah (ni obstojen v fluorovodikovi, močni žveplovi in ​​dušikovi kislini), saj se na zraku hitro prekrije z zaščitnim filmom. gosti oksidi. Pri segrevanju nad 500°C postane zelo aktiven element. Skoraj vse snovi, ki so v stiku z njim, raztopi ali tvori z njimi kemične spojine.

Titanove zlitine imajo številne prednosti pred drugimi:

Kombinacija visoke trdnosti (MPa) z dobro duktilnostjo;

Nizka gostota, ki zagotavlja visoko specifično trdnost;

Dobra toplotna odpornost, do 600…700 ° C;

Visoka odpornost proti koroziji v agresivnih okoljih.

Homogene titanove zlitine, ki niso podvržene staranju, se uporabljajo v kriogenih napravah do temperatur helija.

3.3 Magnezij in njegove zlitine

Magnezij je zelo lahka kovina, njegova gostota je 1,74 g/cm³. Tališče - 650°C. Magnezij ima heksagonalno tesno zapakirano kristalno mrežo. Kemično zelo aktiven, do samovžiga v zraku. Mehanske lastnosti komercialno čistega magnezija (Mg1): natezna trdnost - 190 MPa, relativni raztezek - 18%, modul elastičnosti - 4500 MPa. Glavne magnezijeve zlitine so magnezijeve zlitine z aluminijem, cinkom, manganom, cirkonijem. Zlitine delimo na kovane in lite. Zlitine so utrjene po kaljenju in umetnem staranju. Utrjevanje se izvaja pri temperaturi 380 ... 420 ° C, staranje pri temperaturi 260 ... 300 ° C 10 ... 24 ur. Značilnost je dolga izpostavljenost za utrjevanje - 4 ... 24 ur.

3.4 Baker in njegove zlitine

Baker ima na ploskvi osredotočeno kubično mrežo. Gostota bakra je 8,94 g / cm³, tališče je 1083 ° C. Značilna lastnost bakra je njegova visoka električna prevodnost, zato se široko uporablja v elektrotehniki. Tehnično čist baker ima oznake: M00 (99,99 % Cu), M0 (99,95 % Cu), M2, M3 in M4 (99 % Cu). Mehanske lastnosti bakra so relativno nizke: končna trdnost je 150 ... 200 MPa, raztezek je 15 ... 25%. Zato se baker redko uporablja kot konstrukcijski material. Povečanje mehanskih lastnosti se doseže z ustvarjanjem različnih zlitin na osnovi bakra. Obstajata dve skupini bakrovih zlitin: medenina - zlitine bakra s cinkom, bron - zlitine bakra z drugimi (razen cinka) elementi.

4. Oprema za toplotno obdelavo

Glavna oprema za toplotno obdelavo vključuje peči, grelne in hladilne enote. Glede na vir toplote delimo peči na električne in kurilne (plinske in redkeje na olje).

Da bi se izognili oksidaciji in razogljičenju jeklenih delov med segrevanjem, je delovni prostor sodobnih termalnih peči napolnjen s posebnimi zaščitnimi plinastimi mediji ali pa se grelna komora izprazni. Za povečanje produktivnosti pri toplotni obdelavi majhnih delov strojev in naprav se uporablja visokohitrostno ogrevanje, to je, da se naložijo v končno segreto peč. Začasne toplotne napetosti, ki nastanejo med segrevanjem, ne povzročajo nastanka razpok in zvijanja. Hitro segrevanje pa je nevarno za velike dele (valje, gredi in dele karoserije), zato se takšne dele segrevamo počasi (skupaj s pečjo) ali stopničasto. Včasih se hitro segrevanje izvede v kopeli s staljeno soljo (svedri, pipe in drugo majhno orodje). V strojnih obratih se za toplotno obdelavo uporabljajo mehanizirane peči (slika 7) in avtomatizirane enote.

riž. 7. Mehanizirana električna peč:

1 - grelna komora; 2 - komora za kaljenje; 3 - dvižna miza; 4 - ventilator; 5 - grelniki; 6 - verižni mehanizem za premikanje palete z deli

Mehanizirana električna peč je namenjena utrjevanju matric ali majhnih delov, postavljenih na paleto. Komora za ogrevanje in kaljenje je lahko napolnjena z zaščitno atmosfero, ki ščiti kaljene dele pred oksidacijo in razogljičenjem. S pomočjo verižnega mehanizma 6 se pladenj z deli premakne vzdolž vodilnih valjev do grelne komore 1. Po segrevanju in držanju z istim verižnim mehanizmom se pladenj premakne v komoro za strjevanje 2 in skupaj z mizo 3, potopimo v tekočino za strjevanje (olje ali vodo). Po ohlajanju se miza dvigne s pnevmatskim mehanizmom, paleta pa se razloži iz peči. Deli se segrevajo zaradi sevanja električnih grelnikov 5 in konvektivne izmenjave toplote. Ventilatorji 4, nameščeni v grelni komori in v posodi za utrjevanje, so namenjeni intenzivnejšemu prenosu toplote ter enakomernemu segrevanju in hlajenju delov.

V mehaniziranih in avtomatiziranih enotah se izvaja celoten cikel toplotne obdelave delov, na primer kaljenje in popuščanje. Takšne enote so sestavljene iz mehaniziranih ogrevalnih peči in rezervoarjev za kaljenje, pralnih strojev in transportnih naprav tekočega tipa. Površinsko segrevanje delov se izvaja, kadar je zaradi površinskega utrjevanja potrebno doseči visoko trdoto zunanjih plasti ob ohranjanju mehkega jedra. Najpogosteje je zunanja plast delov stroja za drgnjenje utrjena. Najnaprednejša metoda površinskega utrjevanja je kaljenje v posebnih napravah z ogrevanjem z visokofrekvenčnimi visokofrekvenčnimi tokovi. Ta način ogrevanja je zelo produktiven, ga je mogoče popolnoma avtomatizirati in omogoča, da v obsežni proizvodnji dobimo stabilno visoko kakovost utrjenih izdelkov z minimalnim upogibanjem in površinsko oksidacijo. Znano je, da se kožni učinek poveča z naraščajočo frekvenco toka; gostota toka v zunanjih plasteh prevodnika je večkrat večja kot v jedru. Kot rezultat, skoraj vsa toplotna energija

se sprosti v površinski plasti in povzroči njeno segrevanje. Ogrevanje HDTV delov se izvaja z induktorjem. Če ima del majhno dolžino (višino), se lahko njegova celotna površina hkrati segreje na temperaturo strjevanja. Če je del dolg (slika 8), se segrevanje pojavi zaporedno s premikanjem izdelka glede na induktor z izračunano hitrostjo.

riž. 8. Lokacija induktorja, utrjenega cilindričnega dela in pršilnika med utrjevanjem s HDTV ogrevanjem:

I - detajl; 2 - induktor; 3 - razpršilec

Hlajenje med kaljenjem z ogrevanjem HDTV se običajno izvaja z vodo, ki se dovaja skozi razpršilec s cevjo z luknjami za brizganje vode, upognjeno v obroč in nameščeno glede na del, podoben induktorju. Odsek dela ali celoten izdelek, segret v induktorju, se premika, vstopi v razpršilec, kjer se ohladi. Prednost površinskega utrjevanja delov, kot tudi večine metod površinskega utrjevanja (kemično-termična obdelava, površinsko hladno utrjevanje), je tudi v tem, da v površinskih slojih delov nastajajo znatne tlačne napetosti. V zadnjem času se za toplotno obdelavo nekaterih delov uporabljajo viri visoko koncentrirane energije (elektronski in laserski žarki).

Uporaba impulznih elektronskih žarkov in laserskih žarkov za lokalno segrevanje površine delov omogoča površinsko utrjevanje delovnih robov orodij in močno obrabljenih delov delov telesa. Včasih se tanka površinska plast stopi in zaradi hitrega ohlajanja dobimo drobnozrnato ali amorfno strukturo.

Pri utrjevanju z visoko koncentriranimi viri energije hladilni mediji niso potrebni, saj se lokalno segrete površinske plasti zelo hitro ohladijo zaradi odvajanja toplote na hladno maso dela. Kot viri energije se uporabljajo pospeševalniki elektronov ter zvezni plinski in impulzni laserji.

Zaključek

V tem članku so bile obravnavane glavne vrste toplotne obdelave, različni materiali in oprema, ki se uporabljajo v proizvodnji.

Nenehno izboljševanje kakovosti, produktivnosti, zanesljivosti in trajnosti strojev je v veliki meri odvisno od napredka tehnologije, katere najpomembnejša stopnja je toplotna obdelava, ki oblikuje končne, operativne lastnosti kovin.

Glavni materiali, ki so izpostavljeni toplotni obdelavi, so jeklo, lito železo, neželezne kovine in njihove zlitine.

Izboljšanje postopkov toplotne obdelave skupaj s pravilno izbiro materialov za posebne pogoje delovanja vodi do zmanjšanja porabe kovin izdelkov, zmanjšanja delovne intenzivnosti njihove izdelave, prihranka materialnih in energetskih virov ter povečanja dela. produktivnost.

Pomemben dejavnik je izbira pravilnega tehnološkega načina, ki vključuje: žarjenje, normalizacijo, popuščanje, staranje itd.

Bibliografija

1. Tehnologija toplotne obdelave kovin / A.I. Samohotsky, N.G. Parfenovskaja. - M .: Mašinostrojenje, 1976.

2. Blyum E.E., Potekhin B.A., Reznikov V.G. [Elektronski vir] // Osnove toplotne obdelave jekel / Brezplačen dostop z interneta. - http://tmetall.narod.ru/mater/materpos/konspekt1.html

3. Sedov Yu.E., Adaskin A.M. Priročnik mladega termalista - M: "Višja šola", 1986, str. 113.

4. Znanost o materialih: učbenik za višje tehnične izobraževalne ustanove./ B. N. Arzamasov, I. I. Sidorin, G. F. Kosolapoe et al.; Pod skupno izd. B. N. Arzamasova - 2. izd., popravljeno. in dodatno .- M .: Mašinostroenie, 1986.-384 str., ilustr.

5. Tretyakova N.V. [Elektronski vir] // Materials science / Prost dostop z interneta. - http://elib.ispu.ru/library/lessons/tretjakova/index.html

Toplotna obdelava kovin - obdelava kovinskega materiala s toplotnim delovanjem. Termična metoda obdelave kovin se uporablja za dosego pridobitve določenih tehnoloških lastnosti in tehničnih lastnosti materiala.

Vrste in metode toplotne obdelave kovin

Vrste toplotne obdelave kovin so razdeljene v tri kategorije: termomehanska obdelava, kemično termična obdelava, termična metoda obdelave kovinskih zlitin. Vse vrste toplotne obdelave se med seboj razlikujejo po posameznih značilnostih izvajanja delovnega toka. Vsaka od kategorij obdelave ima svoj, določen s tehnološkimi standardi, temperaturni režim vpliva na uporabljene surovine, čas zadrževanja pri pridobitvi ugotovljene stopnje žarenja in časovno obdobje za hlajenje kovinskih surovcev.

In kovinske zlitine v svojem principu pomenijo strukturne spremembe v sestavi surovin, ki se obdelujejo z metodo močnega žarenja, naknadnega usedanja in hlajenja surove mase. Kemijsko-termična obdelava kovin se razlikuje od preprostega toplotnega učinka na strukturo materiala z dodajanjem komponent na površino kovinskih zlitin, ki pozitivno vplivajo na tehnične lastnosti materiala, kot so njegova trdota, odpornost proti obrabi in odpornost proti koroziji. uničenje. Postopek kemične toplotne obdelave zahteva višji temperaturni režim in bistveno daljšo zadrževalno dobo materiala.

Kemijsko-termična metoda obdelave kovine je razdeljena na naogljičenje (povečanje ogljikove sestave jekla), nitriranje (kovina je prenasičena z dušikovimi delci), cianidacijo (vzporedno povečanje ogljika in dušika). sestava v zlitinah), legiranje površin. Legiranje kovin delimo tudi na silikonizirano obdelavo, aluminizirano modifikacijo in kromiranje.

Termomehanska metoda obdelave kovinske mase je ena najmlajših metod obdelave jekla. Takšna obdelava omogoča povečanje ravni mehanskih lastnosti. Postopek je sestavljen iz operacij, ki združujejo plastično metodo deformacije materiala s toplotnim delovanjem nanj.

Potrebna oprema za toplotno obdelavo kovin

Oprema za toplotno obdelavo kovin je sestavljena iz napeljav z žarilno nitko in krmilnih naprav, ki vam omogočajo prilagajanje temperaturnega režima v procesu dela s kovinami. Prav tako se z merilnimi instrumenti beleži rezultat toplotnega delovanja na zlitino. Krmilne naprave v kompleksu naprav za toplotno obdelavo se imenujejo termoelektrični pirometri. Takšni merilni mehanizmi so sestavljeni iz termičnih parov in posebnega galvanometra, na katerem je nameščena stopinjska skala Celzija. Končni rezultat udarca na kovino preverimo s testom pile, viskozne lastnosti pa z udarno metodo.

Peči za toplotno obdelavo kovin v kovinskopredelovalnih podjetjih uporabljajo plamenski tip in električni princip za spreminjanje temperaturnega režima. Za peči plamenskega tipa se kot vir goriva uporabljajo tekoča, trdna, plinasta gorljiva sredstva. Električne peči za delo z jeklenimi zlitinami so razdeljene na dve vrsti: uporovne peči in naprave, ki delujejo na indukcijski način ogrevanja. ki nastanejo pod vplivom visokofrekvenčnega toka.

Peči za toplotno obdelavo kovin lahko delujejo neprekinjeno in s prekinjenim funkcionalnim ciklom. Gorivna masa napolni napravo skozi poseben ventil, segreta zračna masa pa se sproži skozi zračno komoro. Kovinska surovina se segreva v delovnem območju naprave. Segrete komponente plina, ki nastanejo v tem primeru, se odstranijo z rekuperatorjem, ki opravlja funkcijo stalnega ogrevanja zračne mase. V primeru periodičnega delovanja komorne naprave za segrevanje jekla se temperaturni režim v delovnem sektorju naprave vzdržuje na enotni ravni.

Metoda toplotne obdelave se najpogosteje uporablja pri delu z jeklom. Toda tudi za izboljšanje tehničnih lastnosti in tehnoloških lastnosti se lahko v nekaterih primerih ta metoda uporablja pri delu z izdelki iz litega železa in konstrukcijami iz barvnih kovin. Za hlajenje že predelanih izdelkov se uporabljajo posebne posode, ki jih napolnimo s tekočo maso (staljene svinčene komponente, naftni derivati, vodna polnila).