Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Таблица 14. Пример технологического процесса термической обработки точных цементуемых деталей высокой и средней категории жесткости (червяков делительных пар, накладных направляющих н др. Длиной не более 1200 мм) с твердостью поверхности
...
Современное автомобильное производство представляет сложный комплекс самостоятельных агрегатных заводов, объединенных в своей конечной цели сборочными конвейерами. Компоновка вновь создаваемых крупных автомобильных объединений созвучна корпусной системе автозаводов, созданных в 20—30-х годах, поэтому представленная на рис. 1
...
Технология термической обработки может быть выбрана самой разнообразной исходя из конкретных производственных условий с учетом их экономической эффективности. Последняя определяется объемом или масштабом производства, его энерговооруженностью, составом имеющегося оборудования и другими факторами. Однако изложенный выше принцип агрегатной термической обработки в автоматизированных цехах должен быть унифицирован также по технологическим процессам основных деталей: нормализации, улучшению, цементации, азотированию и т. д.
...
Одним из основных параметров при разработке технологий термической обработки, обеспечивающих требуемые свойства готовой продукции, является состав атмосферы, в которой обрабатываются детали. Использование контролируемых атмосфер позволяет сохранять требуемый состав поверхности сплава после его нагрева, выдержки и охлаждения или насыщать ее углеродом, азотом, кислородом, водородом, металлами совместно или раздельно в зависимости от поставленных задач. В связи с этим атмосферы подразделяют на насыщающие и защитные. Первые обычно используют при цементации, нитроцементации, карбонитрировании, азотировании, вторые — при спекании, улучшении, нормализации, отжиге, пайке. В обоих случаях атмосферы включают газ-носитель (N2,
...
В общем случае использование контролируемых атмосфер возможно в виде двух основных схем: централизованной и автономной. Первая обеспечивает подачу единого состава через кольцевую магистраль во все действующие в цехе печи, а вторая — работает в системе генератор — печь. Практика использования обеих систем показала, что в условиях массового и крупносерийного производства наиболее эффективна и целесообразна централизованная схема питания термических печей. Последнее связано не только со значительными преимуществами, вызванными меньшими капитальными затратами на строительство и эксплуатацию таких систем, а также лучшими возможностями обеспечения техники безопасности и условий труда, но и с пересмотром в последние годы традиционных технологических процессов цементации и нитроцементации, проводимых при постоянном углеродном потенциале атмосферы.
...
Разработанные комбинированные схемы насыщения требуют позонного потенциала, пониженного или повышенного в зависимости от требований технологии. Следовательно, основное преимущество автономной схемы питания термического оборудования контролируемыми атмосферами — высокая точность состава подаваемой атмосферы и возможность ее регулирования — либо теряется, либо требует автономного питания уже в каждой зоне, что экономически может оправдываться только в специальных условиях мелкосерийного или индивидуального производства. Вместе с тем разработка многозонных печей с типовыми зонами по углеродному потенциалу в условиях крупносерийного и массового производства в автомобильной промышленности оправдывает двухпотенциаль-ную нли даже трехпотенциальную кольцевую систему питания. Это необходимо учитывать при проектировании нового или реконструкции действующего производства. В условиях изменения производственных процессов единая централизованная система питания из кольца может быть дополнена добавлением к газу-носителю углеводородных, азотсодержащих или окислительных газов в требуемые зоны соответствующих автоматизированных линий термической обработки тоже по индивидуальным централизованным системам питания. Основные характеристики генераторов, целесообразных для питания в кольцевой системе и создающих эндотермическую или экзо-эндотермическую атмосферы, приведены в гл. 6.
...
Роль и значение контролируемых атмосфер по мере совершенствования технологии термической обработки и механосборочного производства непрерывно возрастают, особенно при переходе на изготовление автомобильных деталей из порошковых материалов, методом холодной высадки. В
...
только окончательная термическая обработка, но и все виды промежуточной или предварительной термической обработки полуфабрикатов и заготовок становятся невозможны без использования контролируемых атмосфер. Следует, однако, помнить, что эффективность использования контролируемых атмосфер определяется не только стабильностью и точностью регулирования их параметров в генераторе, но и точностью поддержания заданных технологических параметров в самом печном агрегате.
...
Вторым важнейшим условием при разработке технологического процесса термической обработки является выбор среды и способа охлаждения деталей. При этом учитываются необходимость получения максимальных значений прочностных свойств в поверхностном слое и в сердцевине изделия с учетом предупреждения образования трещин и минимальной деформации. Последнее является определяющим в условиях автомобильного производства, так как большинство шестерен коробок перемены передач, раздаточных коробок, редукторов ведущих мостов после термической обработки не шлифуют по зубу.
...
Косвенным критерием для технологической оценки различных закалочных сред обычно служит скорость охлаждения в наиболее ответственных температурных интервалах: в интервале минимальной устойчивости переохлажденного аустенита и в интервале мартенситного превращения (точнее в его верхней части), причем сочетание высоких скоростей охлаждения в первом интервале с низкими во втором дает оптимальное решение. Высокие скорости охлаждения в температурном интервале мартенситного превращения могут быть компенсированы ведением процесса охлаждения при закалке так, чтобы температура поверхности изделия при пузырьковом кипении примерно совпадала с температурой начала мартенситного превращения. Достичь этого можно, используя повышенное давление или специальные присадки органических соединений.
...
В отечественном автомобилестроении успешно используют закалочные водные растворы с добавками полимеров: ЗСП-1 (Ярославский моторный завод) на водном растворе полиакриламида; раствор модифицированной целлюлозы (АЗЛК), по характеру охлаждающей способности сходный с аквапластом, разработанным в ГДР, и др. Однако у всех названных сред имеется серьезный недостаток, вызванный резким изменением растворимости полимеров при незначительных колебаниях температуры, вследствие чего происходит резкое изменение охлаждающей способности. Поэтому указанные среды в автостроении применяют для закалки деталей с малым запасом теплоты, охлаждаемых индивидуально, например при закалке с нагревом ТВЧ..
...
Более широкие возможности представляет использование повышенного давления. В США охлаждение под давлением в среде азота используют для различной объемной термической обработки, а также при охлаждении в потоке газов Н2, N2,
...
высокопроизводительную обработку резанием, холодной высадкой или штамповкой; создать требуемые в соответствии с чертежом свойства детали. Четыре основных технологических прсцгсса: нормализация, отжиг, изотермический отжиг и улучшение — исчерпывают практически все нужды заготовительных цехов. Термическая обработка заготовок проводится в автоматизированных агрегатах по всему циклу без перегрузки. Поэтому цех термической обработки заготовок целесообразно создавать из линий нормализации, изотермического отжига и улучшения. При значительных объемах улучшаемых деталей формируют раздельные линии улучшения с закалкой деталей в воде и масле, а агрегаты для нормализации дополняют печами высокого отпуска. В
...
В тех случаях, когда для успешной последующей обработки необходимы специальные требования к структуре или свойствам детали, строго оговаривается не только режим нагрева, ио и порядок укладки деталей, сужается допустимый интервал колебания контролируемых свойств. Например, для стали 45 после нормализации при загрузке деталей навалом интервал твердости НВ
...
Таблица 3. Примеры типовых автомобильных деталей, подвергаемых нормализации илн нормализации с
...
является скорость охлаждения от температуры аустенитизации до температуры изотермической выдержки. Это охлаждение осуществляется в специальных камерах с интенсивной рециркуляцией атмосферы. Практика показала, что нелегированные стали с содержанием 0,4—1,0% С целесообразно подвергать изотермическому отжигу в сечениях диаметром или толщиной до 12 мм, а легированные стали, используемые в автостроении, в зависимости от содержания и вида легирующих элементов — в сечениях диаметром или толщиной до 40 мм. Поскольку изотермический отжиг в большинстве случаев предназначен для улучшения обрабатываемости резанием, то можно успешно обрабатывать шестерни коробок перемены передач, редукторов ведущих мостов, шлицевые валы с глубинами резания 5—15 мм на сторону (см. табл. 4).
...
Для легированных сталей, где слишком интенсивное переохлаждение приводит к образованию беннитных структур в поверхностных слоях, что значительно затрудняет резание, целесообразно проводить нормализацию с высоким отпуском. Типичные примеры таких режимов приведены в табл. 3.
...
Некоторые автомобильные детали изготовляют из высоколегированных или инструментальных сталей, поставляемых в виде горячекатаного проката и непригодных для обработки резанием. В этом случае их подвергают смягчающей термической обработке. Оптимальные параметры такой обработки для некоторых используемых в автостроении специальных сталей приведены в табл. 6. Для обработки высоколегированных сталей, включающей разнообразные термические операции с широким диапазоном температур нагрева под закалку (до 1100° С для коррозионно-стойких сталей, используемых в тормозной аппаратуре или деталях карбюраторов), целесообразно использовать механизированный комплексный агрегат, состоящий из нескольких (обычно 4—5) отдельных камерных
...
Таблица 6. Режимы термической обработки заготовок из легированных или инструментальных сталей, используемых для изготовления некоторых автомобильных деталей
...
печей для нагрева под закалку, изотермическую выдержку и отпуск, с несколькими закалочными баками и моечной машиной, подобно установленным на ВАЗе.
...
Несмотря на то, что главное направление термической обработки заготов? к в автостроении связано с созданием универсальных термических линий и агрегатов, есть группа деталей, требующих специальных агрегатов и технологій термической обработки. Последнее в большинстве случаев вызвано технологическими причинами. К числу таких деталей следует отнести коленчатые валы, полуоси задних мостов, балки передних осей автомобилей и балки осей прицепов, стремянки. Так, для коленчатых валов, осей, балок в целях уменьшения деформации при термической обработке требуется обработка в вертикальном положении. Поэтому термические агрегаты для таких длинномерных деталей имеют специальную подвесную транспортную систему, а также вентиляционные и рециркуляционные системы для равномерного прогрева. При термической обработке стремянок специальные транспортные устройства в закалочной печи, закалочном баке и отпускной печи должны не только перемещать деталь, но и фиксировать ее форму. Специальные линии термической обработки должны быть встроены в единую автоматизированную или механизированную линию изготовления детали. По такому принципу организованы линия полуосей на ГАЗе, линия шатунов и линия стремянок на ЗИЛе и др.
...
В термических отделениях и цехах заготовительного производства кроме термической обработки поковок и штамповых заготовок проводят также отжкг литьн, бунтового металла для калибровки и холодной высадки, проволоки после калибровки с целью снятия напряжений. Эти виды обработки выполняют обычно в камерных печах с роликовым или выкатным подом, иногда используют элеваторные печи. Технология отжига должна обеспечивать максимально допустимое снижение твердости и свойств прочности заготовок и полуфабрикатов (см. гл. 8) б
...
Высокие пределы выносливости при изгибе (до 100 кгс/мм2), контактной выносливости (до 200 кгс/мм2) и износостойкости цементованных и нитроцемешо-ьанных деталей [1, 4, 5, 7] делают эти процессы наиболее эффективными для обработки тяжелонагружаемых деталей автомобиля. К этой группе деталей в первую очередь относятся шестерни, зубчатые колеса и валы коробок перемены передач, раздаточных коробок, редукторов ведущих мостов, а также отдельные детали рулевого управления (рейка-поршень, вал сошки руля и др.). Практика отечественных и зарубежных автозаводов показала, что удовлетворение все возрастающих требований к прочности деталей из-за резкого роста скоростей и нагрузок связано с совершенствованием технологии химико-термической обработги, а не с повышением степени легированности сталей.
...
При оценке пригодности любого варианта технологического процесса в условиях крупносерийного и массового производства решающее значение приобретает стабильность результатов его выполнения и свойств материала. Применительно к цементации и нитроцемеитации — это в первую очередь стабильность насыщения углеродом или углеродом и азотом совместно. При постоянных температурно-оременных параметрах насыщения, которые обеспечиваются на современном оборудовании с высокой точностью, глубина насыщенного (диффузионного) слоя определяется (при заданной продолжительности процесса) концентрацией углерода на поверхности детали, а последняя — регулируемым потенциалом атмосферы печи. В современном автомобильном производстве используют для тяжело-нагружаемых деталей регулирование углеродного потенциала с точностью ±0,1% (в оптимальном случае достигается точность ±0,05%). Последнее может бы і ь
...
Таблица 8. Критические скорости охлаждения цементуемых сталей, соответствующие твердости цементованного слоя
...

Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Термическая обработка в машиностроении: Справочник