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.
2. ЗАКАЛОЧНЫЕ
СРЕДЫ
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, Аг, Не после нагрева в вакууме, что наиболее
эффективно для получения высокоточных шестерен и валов [9]. Эти
способы охлаждения успешно применяют для 10—15% ответственных деталей в
автостроении, в частности для большинства деталей, полученных спеканием из
порошка. Избыточное давление может быть создано и при охлаждении потоком
воды в зазоре между деталью и охлаждающим устройством. Такие охлаждающие
устройства применяют при закалке осевых деталей: полуосей автомобилей,
шлицевых втулок карданного вала и даже некоторых типов цилиндрических
шестерен [6]. Получение в этом случае сверхвысоких скоростей охлаждения на
поверхности за счет устранения пленочного и пузырькового охлаждений
обеспечивает резкое снижение температурного перепада в разных частях
охлаждаемой детали и, как следствие, снижение склонности к
образованию трещин при закалке в случае высокой закаливающей
способности среды. В качестве примера в табл. 2 приведены реальные
скорости охлаждения и перепады температур в шлицах полуосей автомобилей
средней грузоподъемности (5—Ют) при различных условиях охлаждения.
Очевидно, что минимальный перепад температур обеспечивает и минимальную
склонность к образованию трещин. В этом смысле охлаждение в масле и поток
->м воды со скоростью 25 м/с идентичны, но в первом случае закаливаются
на м.>р-
