Värmebehandling är en typ av metallbearbetning genom att utsätta den för en viss temperatur för att förändra den inre atomär-kristallina strukturen och ge speciella egenskaper. Värmebehandling gör det möjligt att ge metallprodukter ökad ythårdhet och slitstyrka, samt förbättra motståndskraften mot yttre aggressiva påverkan.

Typer av värmebehandling

Härdning av delar är huvudmetoden för värmebehandling för att förbättra produktens mekaniska egenskaper. Härdning består i att värma en metalldel till en viss temperatur och snabbt kyla den i vatten, olja eller annat kylmedium, vilket möjliggör en hög kylningshastighet av metallen. Under upphettningsprocessen för härdning ändrar metallen sin atomkristallina struktur till en starkare, som inte existerar när rumstemperatur. Med tillräckligt snabb kylning har denna struktur inte tid att sönderfalla och förblir att existera även vid låga temperaturer, vilket ger metallen höga mekaniska egenskaper.

Härdning av delar efter härdning är en sekundär värmebehandling som endast kan appliceras på delar som har genomgått härdningsprocessen. Metallstrukturen som erhålls efter härdning är mycket ömtålig på grund av närvaron av mekaniska spänningar mellan metallkristallerna. För att eliminera dessa påfrestningar används metallhärdning. Temperering innebär att metallen värms upp till låga temperaturer (ca 200-500 grader) och att den hålls i flera timmar vid denna temperatur. Denna operation tillåter metallens härdade struktur att delvis ändra sin struktur och ta bort spänningar mellan kornen, vilket eliminerar sprödhet, medan de mekaniska egenskaperna praktiskt taget inte reduceras. Kombinerad värmebehandling: härdning följt av anlöpning kallas förbättring, och de stål som utsätts för det kallas förbättrade.

Glödgning av delar är en typ av värmebehandling som gör att du kan ge metallen dess ursprungliga struktur, minska hårdheten och förbereda metallen för efterföljande härdning till önskad hårdhet.

Cementering av delar - används för att öka de mekaniska egenskaperna hos stål med låg kolhalt (upp till 0,35%). Delar tillverkade av dessa stål utsätts ofta för stöt- och vibrationsbelastningar, och deras låga kolhalt minskar deras sprödhet. Detta kräver dock att man säkerställer hög ythårdhet för delar som arbetar i par. För detta ändamål används ytcementering. Delarna placeras i behållare med ämnen som innehåller stora mängder kol, såsom träkol, och värms där utan tillgång till luft till höga temperaturer. På så sätt passerar kolet in i delens yta och sedan kan det härdas, samtidigt som ytan blir hård, och mitten av delen förblir mjuk och tål stötbelastningar bra.

Det är också möjligt att tillämpa en typ av värmebehandling såsom åldring på vissa icke-järnmetaller. Åldrande består av att hålla en legering av icke-järnmetaller vid förhöjda temperaturer (ca 150-250 grader) under lång tid (från en dag eller mer). Denna process förbättrar inträngningen av metallatomer i legeringen in i intilliggande kristallgitter och hjälper till att förbättra de mekaniska egenskaperna hos hela legeringen.

Utrustning för värmebehandling

En mängd olika utrustning används för att utföra värmebehandling. Det finns volymetriska och ytvärmebehandlingsmetoder, för vilka utrustningen kommer att vara annorlunda.

Volumetrisk värmebehandling utförs genom uppvärmning av hela delen. Olika är lämpliga för detta. muffelugnar inklusive vakuum. I dessa ugnar sker uppvärmning på samma sätt som en elektrisk spis från värmeelement inuti en sluten, värmeisolerad kammare. Denna utrustning har välimplementerad temperaturkontroll av den uppvärmda delen, vilket möjliggör fullständig kontroll av värmebehandlingsprocessen. Även under volymetrisk värmebehandling kan uppvärmning med öppen låga eller andra metoder användas för att värma hela delen.

Ytvärmebehandlingsmetoder inkluderar oftast exponering för högfrekventa strömmar (HFC). I detta fall placeras delen i en speciell kopparinduktor som motsvarar dess form, utan kontakt med den. Induktorn leds igenom AC höga frekvenser (100 kHz eller mer), vilket orsakar uppvärmning av delens grunda ytskikt, och ju högre strömfrekvensen är, desto mindre är det uppvärmda skiktet. Således är det möjligt att härda endast ytskiktet av delen.

För ytvärmebehandlingsmetoder används induktionsvärmestationer av olika märken, som innehåller kopparinduktorer för att arbeta med delar och högfrekventa strömgeneratorer, oftast lampbaserade. Denna utrustning är extremt dyr, mycket produktiv och används för värmebehandling av stora partier av delar.

Funktioner i värmebehandlingsprocessen

Värmebehandling i sig är ingen komplex teknisk process. Dock stort värde har ett urval av tekniska lägen, såsom:

• Värmetemperatur av stål för härdning

• Ugnens hålltid under härdning

• Kylmedium

• Kunskap om egenskaperna hos härdning av olika stålsorter

• Semestertemperatur

• Anlöpande hålltid

Och andra tekniska parametrar, som kan skilja sig betydligt för olika kvaliteter av stål, gjutjärn och icke-järnlegeringar.

Kvaliteten och funktionaliteten hos den tillgängliga utrustningen, liksom förmågan att exakt bestämma uppvärmningstemperaturen och tiden, har också stor inverkan på värmebehandlingsprocessen. För att få högkvalitativ värmebehandling av dina delar är det bättre att anförtro detta arbete till proffs som har djup kunskap inom materialvetenskap och tillgång till nödvändig teknisk utrustning.

Den termiska sektionens huvudutrustning inkluderar uppvärmningsugnar, badugnar, installationer för att producera konstgjorda atmosfärer, induktionshärdningsinstallationer, härdningstankar, det vill säga utrustning med vilken grundläggande tekniska operationer utförs. Till hjälputrustning hör lyftutrustning, anordningar för lastning av delar, instrumentering och instrument, utrustning för rengöring av delar m.m.

Värmebehandlingsugnar klassificeras enligt följande kriterier:

• 1. Av syfte - universella ugnar för glödgning, normalisering, härdning och härdning; cementering; för nitrering; ugnar för speciella ändamål.
• 2. Enligt arbetsutrymmets temperatur - låg temperatur, medeltemperatur, hög temperatur.
• 3. Av naturen av lastning och lossning - kammare, schakt, ugnar med en infällbar härd.
• 4. Enligt värmekällan - eldningsolja, gas, el.

I små termiska butiker och områden med flera temperaturer har universalkammarugnar som drivs med eldningsolja eller gas, elektriska kammar- och schaktugnar med karborundum (silite) värmare blivit utbredda.

Schaktugnar används ofta för olika värmebehandlingsprocesser: glödgning, normalisering, härdning, hög och låg anlöpning och kemisk-termisk behandling. Dessa ugnar, som har en vertikalt placerad arbetskammare, tillåter uppvärmning av långa delar (axlar, axlar, rör, etc.), såväl som små delar, placera dem på speciella enheter (hjul, klämmor, ringar, etc.). Att placera långa delar i upphängt tillstånd säkerställer deras minimala deformation i fordonsdriftområdet: elektriska hissar, trottoarer. Schaktugnar upptar en mindre yta i verkstaden och kan producera fler produkter per ytenhet än kammarugnar.

Fördelen med schaktugnar: enkelhet och kompakthet, lätt underhåll, möjligheten att använda verkstadslyft- och transportmekanismer för lastning och lossning, förmågan att säkerställa enhetlig temperatur i arbetsutrymmet, den relativa lättheten att säkerställa tätheten hos ugnen. utrymme.

Nackdelar inkluderar svårigheter att använda med kontrollerade atmosfärer under kortvariga värmebehandlingsförhållanden och ökad energiförbrukning.

Fördelen med elektriska spisar framför bränslekaminer är frånvaron av rökgaser, inget rökavgassystem krävs, bättre värmeisolering och enklare temperaturreglering.

Nackdelarna inkluderar svårigheten att mekanisera lastningen och lossningen av produkter, svårigheten att skapa en stabil kontrollerad atmosfär i ugnen under kortvariga värmebehandlingsförhållanden och den höga specifika förbrukningen av en kontrollerad atmosfär.

Kammarugnar används ofta för olika typer värmebehandling av delar i enkel- och småskalig produktion. Kammarugnar kan användas för värmebehandling i följande lägen: härdning, anlöpning, uppkolning, nitrering. För värmebehandling av små partier av kugghjul, axlar, ringar, rullar etc. kammarugnar används.

Cementeringsugnar används för värmebehandling i följande operationer: uppkolning, härdning, härdning. I dessa ugnar bearbetas delar som kugghjul, skivor, stänger etc.

Fördelen är att för att undvika överhettning av arbetsstyckena placeras skärmar mellan värmarna och arbetsstyckena, som samtidigt tjänar som en guide för ugnsatmosfärens flöde.

Nackdelarna med en uppkolningsugn inkluderar värmare med muffel, som är känsliga för uppkolning, vilket kommer att leda till att de misslyckas i förtid och ökad specifik energiförbrukning.

En gasugn används för glödgning av stora delar och för småskalig produktion används ugnar med infällbar härd. I en ugn med infällbar härd bearbetas delar som axlar, kopplingar, kugghjul och andra delar.

Fördelen med en gasugn är att brännarna ger likformig uppvärmning av metallen utan överhettning.

Nackdelar: hög strömförbrukning, svårighet att mekanisera lastning och lossning av delar.

Vi väljer en universell kammarugn som huvudutrustning för värmebehandling av pluggmätaren. För att värma små delar använder vi motståndskammarugnar av typ SNO 8.16.5./100.

För att kyla delar efter värmebehandling använder vi härdtankar, som kan vara cylindriska eller rektangulära till formen. I släckningstankar kyls delar i fritt tillstånd.

Som tilläggsutrustning använder vi utrustning för rengöring av delar efter värmebehandling - kulblästringsmaskiner och tvättmaskiner.

Tvättmaskiner används för att rengöra delar från olja och smuts. En lösning av soda eller kaustiksoda vid en temperatur på 80-90°C används som tvättvätska.

Under värmebehandlingsprocessen oxideras och avkolas delar och måste därför rengöras. En kulblästringsmaskin behövs just för detta ändamål. Den består av kastanordningar, en rengöringskammare och en renare. Rengöring sker med stålkulor.

Hjälputrustning inkluderar fläktar, mekaniseringsutrustning: lyft- och transportutrustning - kranar, lastmaskiner etc. Hjälputrustning innefattar utrustning som är utformad för att styra automatiseringen av termiska processer och produktkvalitet, inklusive laboratorieutrustning och tekniska kontrollanordningar - hårdhetstestare.

I kammarugnar utförs lastning och lossning av delar som väger upp till 10 kg manuellt. När massan av delar är mer än 10 kg används mekaniseringsmedel (upphängda tång på en monorail, manipulatorer, lastmaskiner). Små delar laddas i ugnar på pallar (bakplåtar).

En lastmaskin är en anordning genom vilken delar på speciella pallar lastas och lossas från ugnen. Den rör sig på skenor som ligger nära ugnarna.

Trafikkranen är konstruerad för att lasta och lossa tunga delar, när reparationsarbeteöverföring av utrustning. Kranen består av en bro och en vagn. Bron är en helsvetsad struktur som stöds av löpande hjul. Bron rör sig på skenor, som ligger längs verkstadens spännvidd. Vagnen rör sig längs kranbron.

Marknaden för termisk vakuumutrustning blir bara bredare för varje år och det finns många anledningar till detta. Den främsta är kvalitet, som alla ledande företag som tillverkar vakuumutrustning försöker följa. Speciellt nyligen har termisk utrustning blivit populär, som tills nyligen inte användes i någon av huvudindustrierna.

Navigering:

Nu ska vi titta närmare på de vanligaste typerna av termisk utrustning:

Degelugnar

En degelugn är en enhet som i första hand är konstruerad för att smälta metaller och olika legeringar. Genom design är degelugnar vanligtvis indelade i roterande och stationära. Båda typerna är intressanta på sitt sätt och har vissa fördelar. När det gäller produktivitet presterar båda kategorierna av degelugnar ganska bra.

Degelugnar är också indelade i två kategorier beroende på typ av uppvärmning:

• Motståndsugnar
• Induktiv uppvärmningsprincip

En annan kategori av degelugnar är resistiva värmeugnar, som kan nå en temperatur på 1250 grader. Huvudelementet i denna värmare är fechral tråd, som är mycket varm.

Ugnar av denna typ kan bearbeta material som:

• Leda
• Tenn
• Babbitt

Detta är inte hela användningsområdet för resistiva ugnar, eftersom deras tillämpningsområde faktiskt är så brett som möjligt. Ugnar som arbetar med den resistiva metoden. Kan nå en temperaturnivå på 1400 grader, vilket verkligen är en fenomenal indikator.

Vakuumugnar

Denna kategori av ugnar är också i stor efterfrågan på marknaden och används i ett stort antal företag. Installationer av denna typ arbetar vid låga temperaturer, som ofta når 200 grader. Denna temperaturindikator är tillräckligt för att bearbeta de flesta material.

En av de viktigaste elementen i sådana system är isolering, som måste vara av högsta kvalitet. I vakuumsystem används oftast aluminiumoxidbaserad isolering, som klarar ganska bra även de mest arbetskrävande processerna.

Det finns också en kategori av vakuumugnar med ett temperaturområde som börjar från 1400 och slutar vid 2200 grader. Sådana system arbetar på basis av grafitmaterial, vilket faktiskt gör det möjligt att uppnå sådana höga prestandaindikatorer.

Lågtemperaturugnar

Denna kategori av termisk utrustning inkluderar torkugnar, torkkammare och ett stort antal liknande installationer. En annan trevlig sak är närvaron av en inbyggd kontrollpanel, som finns i alla typer av termisk utrustning.

Det är också värt att notera att det finns olika utformningar av torkskåp:

• Torkkammare med skyddsmuffel
• Torkkammare med speciella frånluftsfläktar
• Genomgångskammare för snabb torkning
• Återvända torkrum

Högtemperaturugnar

Ugnar i denna kategori arbetar oftast i temperaturintervallet från 1300 till 1600 grader. Det finns mer än tillräckligt med sådana indikatorer för att klara även de mest arbetsintensiva uppgifterna. Om vi ​​pratar om versionen av ugnarna, vars uppvärmningshastigheter är på maximal nivå, så är dessa utan tvekan enheter baserade på kiselkarbidvärmare.

Det är också värt att komma ihåg den extra utrustningen som följer med själva kaminen:

• Datorkontrollpanel för snabb övervakning
• Reserv termoelement
• Anordning för tillförsel av inert gas
• Högkvalitativa keramiska hyllor

Värmebehandlingsutrustning

Värmebehandlingsutrustning är en av de mest viktiga aspekter högkvalitativ värmebehandling. Låt oss påminna dig om varför värmebehandling behövs i allmänhet. Huvudsyftet med värmebehandling är att förbättra egenskaperna hos enheter, som är en viktig länk i utformningen av olika delar, ledningar och fästelement.

Om du utför högkvalitativ värmebehandling i förväg, nivån på styrka och stabilitet olika material kommer att öka flera gånger.

Totalt finns det 4 typer av värmebehandling:

• Glödgning
• Härdning
• Kemisk-termisk behandling
• Semester

Vakuumugnar

En vakuumugn är en typ av utrustning som är en av de vanligaste på marknaden idag. Faktum är att detta är en underkategori av termisk utrustning, som också inkluderar ett stort antal kategorier. Vakuumugnar har funnit sin tillämpning i de flesta moderna industrier, där det inte längre är så lätt att uppnå höga produktionshastigheter utan hjälp av vakuumugnar.

Det huvudsakliga användningsområdet för vakuumugnar är i stora produktionsområden, där de fullt ut kan demonstrera sin förmåga. Vakuumugnarnas funktioner inkluderar processer såsom: glödgning, smältning, härdning, kalcinering, anlöpning och liknande. Dessutom kan denna kategori av ugnar bearbeta ett stort antal typer av metall.

Nu ska vi titta på material som kan bearbetas i vakuumugnar:

• Rostfritt stål
• Metall
• Aluminium
• Gjutjärn
• Stål

Dessa är bara de vanligaste materialen som kan bearbetas i sådana ugnar. Förutom dem kan du hitta ett stort antal liknande material, vars bearbetning i en vakuumugn sker på några minuter.

Industriella ugnar

Kategorien industriugnar är ett mindre omfattande begrepp. Detta inkluderar de ugnar som används i stora industriproduktion. Ofta är sådana ugnar utrustade med högsta möjliga prestandaindikatorer, så att själva produktionsindikatorerna också ökar.

Funktionsprincipen för industriella ugnar är baserad på det gemensamma arbetet av många element, varav en är värmaren. Det är han som driver systemet och ger det förmågan att nå höga temperaturnivåer.

Kostnaden för industriella ugnar är betydligt högre än konventionella vakuuminstallationer. Den främsta anledningen till detta ligger i själva ugnarnas inre, som är utrustade med avancerad vakuumteknik som gör att de kan uppnå de högsta prestandanivåerna.

Vätgasugnar

Denna enhet är en klockugn, som är helt automatiserad. Huvuduppgiften för en väteugn är att utföra lödningsprocessen av olika komponenter. Allt detta sker i en vätgasmiljö, där även inerta gaser spelar en betydande roll.

Tillämpningsområdet för sådana ugnar verkar inte vara så brett. Och allt för att väteugnar arbetar i den smalaste möjliga specialiseringen, men de producerar maximalt av sin kapacitet.

Nu kommer vi att titta på de huvudsakliga tillämpningsområdena för väteugnar:

• Skapande av elektrovakuumanordningar
• Keramikproduktion
• Tillverkning av mikroelektroniska komponenter för företag

Det är också värt att överväga listan över processer där väteugnen är direkt involverad:

• Högkvalitativ bearbetning av produkter i en inert miljö
• Bearbetning av produkter i ett speciellt program, som är förinställt av operatören. Ofta är detta en kombinerad gasmiljö
• Lödprocess i vätgasmiljö med hjälp av hårdlod
• Processen för värmebehandling av produkter i en miljö där det finns en hög nivå av vätebefuktning

Termisk industriell utrustning

För närvarande är området för termisk industriell utrustning så brett som möjligt och detta inkluderar ett stort antal vakuumanordningar. Alla av dem utför vissa funktioner som på något sätt är relaterade till värmebehandling av material.

Nu ska vi titta på de vanligaste typerna av industriell termisk utrustning:

• Termisk laboratorieutrustning
• Industriella ugnar för bearbetning av värdefulla material
• Industriella ugnar för torkning av material
• Industriella ugnar för värmebehandling av legeringar
• Industriella ugnar för glödgning och bränning av fosfor och keramik

All denna utrustning används aktivt i de flesta moderna företag. Rollen för denna utrustning där är också så hög som möjligt, eftersom det helt enkelt är omöjligt att uppnå högpresterande resultat utan hjälp av industriell utrustning.

Modernisering av termisk utrustning

Termisk utrustning är en industri som kräver ständiga förbättringar. Det är därför som tillverkare av sådan utrustning från tid till annan utför moderniseringsprocessen. Detta görs för att köparen alltid ska få maximal nytta av termisk utrustning.

Senast moderniseringsprocessen ägde rum var för flera år sedan, vilket innebär att snart bör detta upprepas så att termisk utrustning alltid är på en hög nivå.

En termisk verkstad eller ett område är ett rum med den utrustning och de mekanismer som krävs för termisk behandling, samt med kraftfull till- och frånluftsventilation.

För att värma stål används koks, brandfarliga gaser, olja och elektrisk ström.

Det finns följande typer av termiska ugnar: el, gas, ugnar som drivs med flytande och fasta bränslen, samt installationer för uppvärmning med hög ström (High Frequency) och industriell frekvens. I små butiker och verkstäder används ugnar med gas-, olja- eller koksuppvärmning.

De mest använda elektriska ugnarna för uppvärmning under värmebehandling är: kammarugnar med metall- eller karborundumvärmare, schaktugnar, badugnar, degelbadugnar, transportugnar, skjutugnar och trumugnar.

Kylning av stål kan göras i luft, i vatten, vattenlösningar, oljor, fetter och på stålplåtar. Kylutrustning inkluderar bad och tankar med kylvätska, vanligtvis genomströmning, tankar med en intern spole för uppvärmning av vätskan och annan utrustning.

4.3. Mätning av temperatur och hårdhet av stål

Bestämning av temperatur under värmebehandling kan göras baserat på färgen på det uppvärmda stålet eller med hjälp av mätinstrument.

Den ungefärliga temperaturen kan bestämmas av färgen på den uppvärmda metallen (tabell 23).

Tabell 23 Färger av stål vid olika temperaturer

Mätinstrument för att mäta temperaturer inkluderar olika termometrar (manometriska termometrar, motståndstermometrar, etc.), termoelement, optiska pyrometrar, termoelektriska pyrometrar och termometrar. Följande metoder används för att bestämma hårdheten hos en metall. Felaktiga metoder: prova med en fil, testa efter färgen på gnistan vid slipning av produkten på en slipskiva (se även avsnitt 3.3). Noggranna metoder för att bestämma hårdhet: enligt Brinell (pressa in en stålkula i metallen som testas, hårdhetsbeteckning HB), enligt Rockwell (att trycka in en diamantkon i metallen som studeras, beteckningar HR, HRB, HRC Och HRA), enligt Vickers (trycka in en diamantpyramid i materialet som studeras, beteckning H.V.), samt genom Shore elastisk rekylmetoden (beroende på höjden på bollen eller anfallaren som studsar från den behandlade ytan, beteckning HSD).

4.4. Glödgningsstål

Glödgningär en termisk operation som går ut på att värma ett material till en viss temperatur, hålla det vid denna temperatur och långsamt kyla det.

Syftet med glödgning av kolstål är att lindra inre spänningar, erhålla en finkornig stålstruktur, minska hårdheten, förbättra bearbetbarheten och öka stålets formbarhet och seghet.

Det finns följande typer av glödgning av kolstål: för att ta bort härdning, diffusion, omkristallisation, isotermisk, för granulär perlit, normalisering.

Diffusionsglödgning – värma stål till en temperatur på 1000–1250 °C ( optimal temperatur 1150 °C), bibehåll denna temperatur under en viss tid och kyl sedan långsamt i 6–8 timmar till en temperatur på 800–890 °C i en ugn och sedan i luft. Syftet med denna operation är att minska heterogeniteten i den kemiska sammansättningen av delar med intrakristallin segregation. Denna operation används för stora stålgjutgods och stora göt av legerat stål.

Ett använt verktyg (hammare, mejsel, stans, fil, stans, etc.) i syfte att ändra eller korrigera utsätts för normalisering. Glödgning av denna typ bygger på att stålet värms upp till en viss temperatur, hålls det en kort tid vid denna temperatur och sedan gradvis kyls ned i luft.

Glödgning av stål utförs i ugnar utformade för att värma stål genom olika värmebehandlingsprocesser.

4.5. Stålhärdning

Härdningär en teknologisk värmebehandlingsprocess som används för att erhålla höga mekaniska egenskaper hos stålprodukter genom att ändra deras struktur. Härdning består av att värma en produkt till en viss temperatur, hålla den vid denna temperatur för att jämna ut den över hela produktens tvärsnitt och snabb kylning. Följande typer av härdning används: i en eller två kylare, jet, step och isotermisk.

Metoden för uppvärmning av stål har stor inverkan på hela den efterföljande värmebehandlingsprocessen. Innan du värmer stål för härdning måste du först bestämma typ och kvalitet av stål. Om stålet inte har glödgats bör det glödgas. Stålet måste rengöras från smuts och spår av fett.

Ju lägre kolhalt i stål, desto högre uppvärmningstemperatur.

Uppvärmning av produkter för härdning utförs på ett av tre sätt: i ugnar med gasatmosfär - eldningsolja, olja, gas, elektrisk; i bad med flytande media - smälta salter eller metaller; högfrekventa strömmar.

Uppvärmningshastigheten för produkter beror på metoden för deras läggning, massan av produkter som laddas i ugnen eller badet, deras totala dimensioner och värmeledningsförmåga.

Uppvärmningstiden för cylindriska delar per 1 mm i diameter till 800 °C i elektriska ugnar är cirka 40–50 s, och i eldningsolja och oljeugnar – 35–40 s.

Bly- eller saltbad används som flytande media för uppvärmning upp till 800 °C. Uppvärmningstiden i blybad per 1 mm diameter är 6–8 s och i saltbad 12–15 s.

Att hålla produkten vid härdningstemperaturen är nödvändigt för att utjämna temperaturen över hela tvärsnittet och säkerställa fullbordandet av de strukturella omvandlingar som sker. Hålltiden beror på stålets kemiska sammansättning, dess värmeledningsförmåga, storlek, form och vikt hos de produkter som härdas. I praktiken antas hålltiden vara 20–30 % av den totala uppvärmningstiden till en given temperatur.

Produkten bör placeras korrekt i ugn eller bad för att undvika deformation.

Uppvärmningen bör ske gradvis (oavsiktlig temperaturhöjning bör undvikas) och utföras på ett sådant sätt att hela materialets massa värms upp (produkterna måste vändas ofta). Uppvärmningen av stålet måste övervakas för att undvika överhettning och utbrändhet. För att förhindra oxidation av stål kan en neutral atmosfär i ugnskammaren användas.

Tiden och temperaturen för uppvärmning av stål för härdning beror på ståltypen och -kvaliteten, vikten och formen på produkten. Till exempel värms kolstål gradvis upp från 0 till 350 °C, och efter att ha uppnått denna temperatur kan det snabbt värmas upp till härdningstemperaturen.

När stål värms upp sker strukturella förändringar som, beroende på hålltiden vid en given temperatur, har stor inverkan på stålets mekaniska egenskaper. Att använda fel metod eller metod för uppvärmning av stål kommer att resultera i oxidation eller avkolning av ytan, vilket orsakar en förändring av stålets egenskaper. Sådana oönskade fenomen kan undvikas genom att använda elektriska ugnar för uppvärmning.

För att skydda produkter under uppvärmning från oxidation och avkolning skapas en skyddande neutral gasmiljö i ugnens arbetsutrymme. Om det är omöjligt att skapa en skyddande gasmiljö, förpackas produkter för uppvärmning i lådor med använd förgasare, bränd asbest. ooxiderade gjutjärnsspån eller beläggning appliceras på produkten.

Beroende på kraven på produkter används följande härdningsmetoder: i en eller två vätskor eller flytande medier - vatten, olja; stegvis – kylning i smält salt och i luft; isotermisk - kylning i smält salt vid en temperatur av cirka 300 °C tills austeniten är fullständigt omvandlad, och sedan i vatten eller luft.

För att få ett hårt ytskikt och en mjuk och plastisk kärna används härdning med självhärdning (för att härda verktyget).

För att minska inre termiska spänningar och deformation under härdning används härdning med kylning.

Kylvätskor inkluderar oljor (speciell härdolja, maskin- eller spindelolja), vatten samt olika typer av lösningar (tvål, syra eller bordssalt i vatten etc.). Vegetabilisk olja används inte för härdning.

Kylmetoden och typen av kylmedel vid härdning av stål beror på stålkvaliteten och -kvaliteten, den erforderliga härdningsgraden samt konfigurationen och storleken på den del som härdas.

4.6. Värmebehandling av snabbstål

Höghastighetsstål tillhör gruppen höglegerade stål. De kännetecknas av rött motstånd och behåller hög hållfasthet, hårdhet och slitstyrka vid uppvärmning till 600–700 °C. Används för tillverkning av högpresterande skärverktyg. De huvudsakliga legeringsmaterialen i dessa stål är volfram, vanadin och krom.

Värmebehandlingen av höghastighetsstål har ett antal funktioner, vilket beror på deras minskade värmeledningsförmåga, närvaron av en betydande mängd karbider i deras struktur, såväl som stålets låga duktilitet.

Ett snabbstålverktyg värms upp till härdningstemperaturen i steg: först långsamt till en temperatur på 800–850 °C, sedan snabbare till en slutlig härdningstemperatur på 1200–1300 °C. Steguppvärmning gör att du kan undvika termisk stress genom att minska temperaturskillnaden mellan ytan och produktens kärna.

För att skydda verktyget från avkolning, före uppvärmning nedsänks det i en mättad boraxlösning. Ibland beläggs instrumentet, förvärmt till 800–850 °C, med uttorkat boraxpulver innan den slutliga uppvärmningen.

Vid härdning av snabbstål används uppvärmd mineralolja som kylmedium eller så kyls verktyget i luft.

Strukturen hos härdat snabbstål består av primär martensit, kvarhållen austenit och komplexa karbider.

Härdning av snabbstål bör göras så snabbt som möjligt omedelbart efter härdning. Som regel rekommenderas det att ta flera helgdagar.

Stålet värms upp gradvis och jämnt till anlöpningstemperaturen (uppvärmningstemperaturen för stål under anlöpning ligger i intervallet 380–570 °C, beroende på stålkvalitet). Exponeringen efter uppvärmning utförs i en timme. Kylning sker i luft.

Om snabbstål efter härdning behandlas med kyla vid en temperatur på –80 °C, utförs endast en anlöpning.

Efter värmebehandling består strukturen av höghastighetsstål av härdad martensit och karbider.

Uppvärmningstemperaturen för snabbstål för smide, beroende på kvalitet, är 950–1150 °C. Under den första perioden värms den gradvis upp till 850 °C, och sedan snabbt till önskad smidestemperatur. Efter smide kyls stålet gradvis i sand eller aska.

För att minska hårdheten på stål värms det upp till en temperatur på 800–850 °C och temperaturen utjämnas över tvärsnittet. Kyl gradvis till en temperatur av 650 °C. Ytterligare kylning kan utföras i luft (tabell 24).

4.7. Ythärdning av stål

Ythärdning av stål består i att snabbt värma upp ytskiktet av stål till en temperatur som är betydligt över den kritiska temperaturen, och sedan snabbt kyla det. Detta säkerställer hög ythårdhet med en mjuk och plastisk kärna av delen.

Följande uppvärmningsmetoder används inom industrin för ythärdning: gasflamma (acetylen-syreflamma); kontakt eller induktion elektrisk uppvärmning; i elektrolyt; i salt- och metallbad.

För induktionsvärme används industriell, mellan- och högfrekvent ström.

Tabell 24 Värmebehandlingslägen för höghastighetstål

10% lösningar av bordssalt, kaliumklorid och soda används som elektrolyter när de värms upp genom att passera ström mellan katoddelen och badkroppen - anoden.

Den största fördelen med ythärdning av stål är att öka delens uthållighet för olika typer av dynamiska belastningar (till exempel böjning, skjuvning) samtidigt som hög slitstyrka bibehålls. Denna metod ger en hård, slitstark yta och en formbar kärna.

Genom att använda ythärdning av stål reduceras bearbetningstiden, eftersom uppvärmningen inte varar länge. Med kort bearbetningstid sker ingen avkolning och oxidation av stålet. Uppvärmning av endast det yttre lagret eliminerar risken för stora påkänningar.

För gasflammauppvärmning av stål under ythärdning används en brännare kopplad till acetylen- och syrgasflaskor. Produktens yta värms upp med en acetylen-syre låga. Ett munstycke är anslutet till brännaren genom vilket vatten tillförs. Brännarlågan, medan den rör sig med en viss hastighet ovanför stålets yta, värmer den, och genom munstycket som ligger bakom brännaren och rör sig med den, tillförs vatten till den uppvärmda ytan, vilket snabbt kyler produkten.

4.8. Värmebehandling av vissa typer av verktyg

En nygjord kran eller matris är inte glödgad: dessa verktyg är gjorda av glödgat stål. Eftersom kranar och formar är gjorda av verktygskolstål U11A med en kolhalt på ca 1,1 %, är uppvärmningstemperaturen för verktyget för härdning 760–780 °C (värmefärgen är mörk körsbär), härdning utförs vid en temperatur av 230–240 °C (mönsterfärger: ljust halm, halm, mörkt halm, gult, övergår i mörkgult). Kranar och matriser kyls i vatten.

Hårdheten efter härdning är H.R.C. 62.

Borrar, brotschar och hål är gjorda av verktygskolstål U10A eller U11A med en kolhalt på 1,0–1,1 %. Härdningstemperaturen är 760–780 °C (värmefärgen är mörk körsbär). Instrumentet är tempererat vid en temperatur på 220–240 °C (mönsterfärger: ljust halm, halm, mörkt halm, gulnar). Instrumentet kyls i vatten.

Filar, skrapor och skärverktyg är tillverkade av högkolhaltigt verktygsstål U12A eller U13A med en kolhalt på 1,15–1,3 %. Härdningstemperaturen är 760–780 °C (värmefärgen varierar från rött till körsbär). Släpp instrumentet vid en temperatur på 180–230 °C (färgen på beläggningen är från vit till gul). Kylning sker i vatten.

Smidesverktyg, metallbearbetningshammare och yxor är tillverkade av verktygskolstål U7 eller U7A med en kolhalt på 0,6–0,7 %. Härdningstemperaturen är 800–820 °C (värmefärgen är från körsbär till ljust körsbär). Kylning sker i vatten. Härdning av metallbearbetningshammare utförs vid en temperatur på 250–260 °C, smidesverktyg och yxor – vid en temperatur av 290 °C.

4.9. Andra typer av värmebehandling

Kemisk-termisk behandling – Detta är en metallbearbetning som samtidigt ger termiska och kemiska effekter på produkten som bearbetas. För kemisk-termisk behandling värms delar upp i en speciell miljö (förgasare) till en viss temperatur, hålls vid denna temperatur och kyls sedan.

Under uppvärmningsprocessen är ytskiktet på delarna mättat med ett aktivt element (kol, kväve, aluminium, krom, etc.), vilket resulterar i att dess fysiska och mekaniska egenskaper förändras.

Kemisk-termisk behandling är avsedd att förändra den kemiska sammansättningen av ytskikten av ståldelar av maskiner och andra produkter och ge dem de erforderliga fysikaliska och mekaniska egenskaperna: hög hårdhet, slitstyrka, korrosions- och skalbeständighet, samt rödbeständighet.

Kemisk-termisk behandling inkluderar uppkolning (förkolning), cyanidering, nitrering, förkromning, silikonisering, sulfidering, borering, aluminisering, etc.

Stålcementering – Detta är en kemisk-termisk behandling som består av att mätta ytskiktet av en produkt med kol, vanligtvis tillverkat av mjukt lågkolhaltigt stål, där kolhalten inte överstiger 0,25 %. För att förkola produkter hålls de under lång tid vid en viss temperatur i en miljö (förgasare) som producerar kolmonoxid.

Cementerade produkter utsätts vanligtvis för värmebehandling - härdning.

I detta fall bildas en struktur av finnålsmartensit, som har hög hårdhet och slitstyrka, i det uppkolade ytskiktet.

Ett karakteristiskt kännetecken för härdat stål är att efter härdning erhålls ett tunt yttre hårt och slitstarkt lager samtidigt som en mjuk och seg kärna står emot slag och dynamiska belastningar.

Karburerade produkter deformeras något under härdning (på grund av den mjuka kärnan). Bearbetning av kärnan är möjlig endast efter att det hårda uppkolade lagret har tagits bort från föremålet.

Det finns tre typer av uppkolning: i en fast förgasare (en blandning som innehåller 75–90 % träkol, 5–10 % bariumkarbonat, 3–12 % soda och 2–3 % eldningsolja eller annan sammansättning); vätska (genom nedsänkning i ett bad med en blandning av salter smält till en temperatur av 850–890 °C - kaliumklorid, ammoniumklorid, bordssalt); gas (i kolhaltig gas; naturgas, propan, butan, olja, koksugnsgas etc. används).

Djupet på det uppkolade lagret beror på mediet, metoden och tiden för uppkolningen. Till exempel gör cementering i flytande saltbad vid en temperatur på 850–890 °C det möjligt att få ett skikt 0,2 mm tjockt inom en timme, ett skikt 0,8 mm tjockt inom 4 timmar. När man använder fasta förgasare som hälls i gjutjärnslådor är djupet på det uppkolade lagret vid en temperatur på 850–890 °C 0,25 mm på 3 timmar och 1,4 mm på 8,5 timmar.

Varaktigheten av gasförkolningen bestäms också av det erforderliga djupet på det uppkolade lagret: efter 2–3 timmar erhålls ett lager på 0,3–0,5 mm, efter 9–10 timmar erhålls ett lager på 1,2–1,4 mm.

Cementering av stål i gjutjärnslådor eller plåtlådor används för detaljer med små totalmått. Produkterna placeras i botten av lådan, beströs med ett lager fast förgasare 15–20 mm tjockt och täcks med nästa lager förgasare. Och så vidare tills lådan är fylld. Förgasarens översta skikt måste vara minst 50 mm. Ett avstånd på 5–10 mm bör hållas mellan produkterna. Den fyllda lådan täcks med ett plåt- eller asbestlock, försluts med eldlera och placeras i en ugn för uppvärmning.

Uppvärmningstemperatur – 850–950 °C. För att minska inre spänningar måste produkter efter uppkolning och härdning anlöpas vid en temperatur som inte överstiger 200 °C.

Partiell cementering– Det här är uppkolningen av en viss del av produkten, som ska vara hårdare och mer slitstark. De återstående delarna av produkten som inte är föremål för cementering täcks med ett skyddande lager (lera, asbest, galvanisk kopparfilm).

Cyanidering kallad snabb process samtidig mättnad av ytan på ståldelar med kol och kväve för att uppnå hög hårdhet och slitstyrka.

Det finns två typer av cyanidering: gas (nitrokarburering), som utförs på samma utrustning som uppkolning i en gasmiljö bestående av cementerande gas och ammoniak vid en temperatur på 850–900 °C, och vätska - i smälta blandningar av cyanid salter vid en temperatur av 820–850 °C.

Efter cyanidering utsätts produkterna för värmebehandling - härdning och härdning.

4.10. Operationer efter härdning

Efter härdning rengörs produkterna för att ta bort smuts, oxider och fläckar, samt för att förbereda produkten för härdning.

Efter härdning måste produkterna behandlas med borstar, i en ström av våt sand eller i varma alkaliska lösningar.

Vissa produkter som blir deformerade efter härdning kan rätas ut. Du kan endast redigera platta, såväl som runda, långa och tunna produkter. För att undvika defekter bör redigeringen göras mycket noggrant, utan stötar. Manuell och mekanisk riktning används på skruv- och hydraulpressar.

Följande defekter kan hittas i en fraktur av ett härdat prov: oxidation (på grund av för snabb nedkylning av en överhettad eller ojämnt upphettad produkt), mörkning (stålet hade defekter innan härdning), grovkornighet (stålet är överhettat), mikrosprickor radiellt riktad mot kärnan (stora inre spänningar i materialet) .

Det finns flera orsaker som kan orsaka otillräcklig härdning av en produkt, till exempel följande: avkolning av det översta stålskiktet, låg kolhalt, avkolning av produktens yta under uppvärmning, låg uppvärmningstemperatur, felaktigt valt kylmedium eller kort kylningstid, slarvig förberedelse av produkten för härdning (en produkt täckt med fett och smuts kan bara härdas på vissa ställen). Ibland ojämn härdning av ytan på produkter med komplex form och skarpa kanter.

Otillräckligt härdade produkter bör utsättas för värmebehandling igen. Innan detta måste produkten glödgas. Skiktet som avkolats på grund av glödgning tas så långt det är möjligt bort, till exempel genom handfilning, hyvling, svarvning. Därefter uppkolas produkten, nitreras, cyanideras eller härdas omedelbart.

Det vanligaste, om än inte särskilt exakta, sättet att kontrollera härdningen av en produkt är att kontrollera den med en fil. Erfarna mekaniker kontrollerar genom att slå kanten på en härdad produkt med en hammare (längs ett spån eller fördjupning). Du kan också kontrollera härdningsgraden med hjälp av referensplattor baserat på djupet på märket som gjorts med ett hårt verktyg, eller med hjälp av speciella enheter.

Försvagningen av inre spänningar som uppstått i produkten under härdningen kan uppnås genom att värma stålet inom acceptabla gränser för en given kvalitet och jämn och inte för snabb kylning, samt genom korrekt glödgning, härdning och korrekt härdning av produkten efter härdning .

4.11. Stålhärdning

Semester - Detta är en termisk operation som förhärdade stålprodukter utsätts för. Den består av att värma produkter till en viss temperatur, hålla dem vid denna temperatur och sedan gradvis kyla dem i luft. Anlöpning för missfärgning utförs i temperaturområdet 230–330 °C (tabell 25), följt av blötläggning i vatten.

Tabell 25 Härdande färger av stål

Syftet med härdning är att minska eller helt ta bort inre spänningar i produkten som uppstått under härdning, förbättra plastegenskaper, minska sprödhet och något minska hårdhet (hårdhetsgraden beror på anlöpningstemperaturen), öka viskositeten Tre metoder för härdning stål används: låg - vid temperatur 150–250 °C, medium - vid en temperatur på 350–450 °C och hög - vid en temperatur på 450–650 °C.

Anlöpningstemperaturen för vissa stålsorter (liksom olika produkter) och typen av kylmedium bestäms med hjälp av speciella tabeller.

Uppvärmning under anlöpning utförs i olje-, salpeter- eller alkaliska bad, såväl som i gas-, olje- eller elektriska ugnar med luftatmosfär. I vissa fall används uppvärmning i en smedja eller på en uppvärmd metallplatta. Produktens totala uppehållstid i ugnen under anlöpning är cirka 2–3 minuter per 1 mm av den minsta delen av delen, men inte mindre än 30–40 minuter.

Som ett resultat av anlöpning vid låg temperatur vid en temperatur på 150–250 °C, minskas inre spänningar och sprödhet hos stål, hårdheten minskas något och segheten ökas något. Produkter som måste ha hög hårdhet (skär- och mätverktyg) utsätts för låg anlöpning. Genomsnittlig härdning vid en temperatur på 350–450 °C minskar hårdheten något och ökar avsevärt stålets seghet, slaghållfasthet, styrka och elasticitet. Används för sågar, fjädrar, hammare, stansar, stansar och bildelar. Hög anlöpning vid temperaturer på 450–650 °C eliminerar helt inre spänningar och ger den bästa kombinationen av hållfasthet och seghet hos stål med tillräcklig hårdhet. Används för kritiska delar.

Dubbel semester används för verktyg vars yta måste ha olika hårdhet (stans, skärform, håltagning, mejsel). Till exempel en mejsel: den första anlöpningen vid en temperatur under 300 °C utförs för skärdelen, den andra anlöpningen vid en temperatur på 300–500 °C är för mejselhuvudet.

Termisk förbättring stål består av härdnings- och höghärdningsprocesser. Detta förbättrar stålets mekaniska egenskaper och säkerställer möjligheten att skära.

4.12. Värmebehandling av gjutjärn

Beroende på strukturen särskiljs följande klasser av gjutjärn: ferritisk, ferrit-perlitisk, perlitisk och perlitisk-cementit. Inom industrin används gjutjärn av ferritic-pearlite och pearlitic klasser.

Det finns också följande typer av gjutjärn: grått, vitt, modifierat, höghållfast, formbart och speciallegerat gjutjärn.

Grått gjutjärn betecknas med bokstäverna SCH och höghållfast gjutjärn med bokstäverna HF. De två första siffrorna efter bokstäverna СЧ anger draghållfastheten, och de andra två siffrorna anger böjhållfastheten. Efter HF anger de andra två siffrorna de relativa förlängningarna i procent.

För att förbättra de mekaniska egenskaperna hos gjutjärn används följande typer av värmebehandling: glödgning, normalisering, härdning och härdning.

Nästan alla typer av gjutjärn utsätts för värmebehandling, speciellt grått, formbart och höghållfast.

Lågtemperaturglödgning utförs vid en temperatur på 500–550 °C med en hålltid på 2 till 8 timmar. sedan i luften. Används för att lindra inre stress och ersätta naturligt åldrande.

Högtemperaturglödgning utförs vid en temperatur på 950–1000 °C med exponering i upp till 4 timmar och kylning i ugn. Det används för att öka bearbetbarheten av gjutjärn, minska dess hårdhet och, med långvarig exponering, för att erhålla formbart gjutjärn.

Normalisering (uppvärmning till en temperatur på 820–900 °C följt av kylning i luft) används för att öka slitstyrkan och styrkan hos gjutjärn.

Härdning av gjutjärn kan vara konventionell, isotermisk med uppvärmning i ugnar eller högfrekventa strömmar. Värm till 830–900 °C. Under isotermisk härdning sker kylningen i ett bad av smält salt uppvärmt till 200–400 °C. Vid kylning i olja värms produkterna till 830–870 °C, vid kylning i vatten – till 800–820 °C.

Härdning används för att öka hårdhet, slitstyrka, draghållfasthet och elasticitet.

Härdat gjutjärn utsätts för anlöpning vid låg temperatur (180–250 °C) eller hög temperatur (400–600 °C) för att lindra inre spänningar, öka formbarheten och styrkan.

För gjutning av maskindelar används grått gjutjärn med en kolhalt på 3,1 till 3,6%, samt formbart, höghållfast modifierat gjutjärn; för särskilt kritiska delar - speciallegerat (värmebeständigt, korrosionsbeständigt, etc.) gjutjärn.

Legerade kallas gjutjärn som innehåller speciella tillsatser som nickel, molybden, kisel, krom och vanadin. För härdning värms legerade gjutjärn till en temperatur av 850–880 °C och kyls sedan i olja. Temperatur: 200–250 °C.

Modifierat gjutjärn- detta är gjutjärn i vilket modifieringsmedel införs i flytande tillstånd före gjutning: ferrokisel, kiselkalcium och aluminium, cerium, magnesium. Modifierare hjälper till att erhålla hög hållfasthet och andra mekaniska egenskaper hos gjutjärn.

Formbart järn erhållen från vitt eller grått gjutjärn genom lämplig glödgning. Efter sådan värmebehandling får den viskositet, god bearbetbarhet och mekanisk styrka.

2.3 Val av enheter för att utföra värmebehandling

Tillgänglighet av lämplig utrustning för grundläggande och mellanliggande preliminära operationer. hjälper till att förbättra den tekniska processen, förbättrar kvaliteten på det bearbetade verktyget, förbättrar arbetsvillkoren för arbetare.

Vi använder tång med platt käft och tång som verktyg.

2.4 Välja hjälpfunktioner

1. Preliminär tvätt av instrumentet från salter och olja utförs i en tvättmaskin. I denna maskin utsätts instrumentet för de kemiska och mekaniska effekterna av en het alkalisk lösning. Kompositionen framställs av flytande glas kaustiksoda. Lösningens totala alkalinitet bör vara 0,38 - 0,41 NaOH.

2. Kokning i saltat vatten (i en kokande 2% lösning av saltsyra) utförs före etsning för att minska nedbrytningen av syran och etsningstiden. Kokning utförs i 5-10 minuter och är avsedd att lösa upp de salter som finns kvar på instrumentets yta efter uppvärmning i salterna, samt att lossa skalan.

3. Betning är avsedd för slutligt avlägsnande av kalksten, destruktion och avlägsnande av kloridsalter som finns kvar efter preliminär kokning. Betning utförs i en lösning av 2 delar teknisk saltsyra, 1 del vatten, 0,5% tillsats och KS. Etsningens varaktighet är 3-5 minuter vid 18 - 20 C (beroende på skiktet och tjockleken på skalan),

4. Upprepad spolning är van vid fullständigt avlägsnande syra och smuts som bildas på arbetsstycket under etsning utförs i rinnande vatten. Tvättning åtföljs av upprepad skakning.

5. Kokning i en 2% sodalösning utförs för att fullständigt neutralisera syran i 10 minuter

6. Passivering utförs för att skydda produkten från korrosion. Det förekommer i en varmvattenlösning innehållande 25 % NaN0 2 Håller i ett bad i 3-5 minuter, efter sådan upprepad bearbetning är produkten ren och skyddad från efterföljande korrosion. Dessa operationer efter glödgning får inte användas fullt ut.

2.5 Val och motivering av nödvändiga operationer för att kontrollera kvaliteten på värmebehandlingen

Resultatet av preliminära tester bedöms utifrån hårdhet och mikrostruktur. Mikrostrukturen under glödgningen kontrolleras för granulär perlit.

Parametrar som kontrolleras för höghastighetsstål efter glödgning: kemisk sammansättning, storlek på arbetsstycket som levererat, mikrostruktur enligt GOST 10243-75, hårdhet i glödgat tillstånd enligt GOST 9012-59, inte lägre än HB 255, djup av det avkolade skikt 0,5-1 % av d .

2.6 Analys av möjliga värmebehandlingsdefekter och sätt att eliminera dem

Oxidation och avkolning är defekter som är resultatet av en kemisk reaktion som uppstår när stål värms upp mellan metallens ytskikt och syre. Dessa processer har en negativ inverkan på produkternas strukturella hållfasthet, vilket leder till metallförluster på grund av stötar, vilket kräver en ökning av tillägg för efterföljande bearbetning.

Oxidation bestäms genom direkt inspektion av arbetsstycket och avkolning genom hållfasthetskontroll under metallografisk undersökning.

Om inträngningsdjupet är större än sliptillägget är defekten defekt. För att förhindra detta bör uppvärmning utföras i en skyddande atmosfär, och i avsaknad av en sådan, i lådor med gjutjärnsspån, träkol med 5% soda, bränd asbest, vit sand, etc. För att bevara saltbaden från avkolning, tillsätt mald furrosilicin i en mängd av 0,5 - 1 viktprocent salt eller borax, borsyra, gult blodsalt.

Hårdhetstestning utförs vanligtvis med en CBM för glödgade produkter.

Naftalenfraktur - kännetecknas av en speciell typ av fraktur, som är en konsekvens av förstörelse längs kristallografiska plan; åtföljs av en betydande minskning av hållfasthetsegenskaper och särskilt slaghållfasthet, orsakad av slutet av varm klassisk bearbetning vid en alltför hög temperatur (över 1180 C), om graden av deformation under efterföljande glödgning var liten och om efterföljande glödgning inte utfördes tillräckligt noggrant och inte ger erforderligt hårdhetsvärde (HB 255 - 269), utför vi återhärdning utan mellanglödgning. Eliminering av naftalenfraktur och återställande av mekaniska egenskaper kan göras genom upprepad anlöpning.

3. Design av den tekniska processen för att stärka värmebehandling

3.1 Bestämning av värmebehandlingsprocessens struktur

Förstärkning t.o. Höghastighetsstål är specifikt. Den består av högtemperaturuppvärmning för härdning och efterföljande trefaldig temperaturhärdning, 1 timme vardera. Härdningstemperaturen är 1280 - 1290 C, och temperaturen är 580 -600 C.

3.2 Design av individuella värmebehandlingsoperationer

Härdning är en värmebehandlingsprocess som orsakar bildandet av icke-jämviktsstrukturer av omvandling eller nedbrytning av austenit under dess plötsliga underkylning med en hastighet över den kritiska. Det slutliga resultatet av härdningsprocessen beror på kylningshastigheten och temperaturen vid slutet av den martensitiska omvandlingen. Ju högre uppvärmningstemperatur, desto högre legering av den fasta lösningen på grund av upplösningen av sekundära karbider, och följaktligen desto högre värmebeständighet och sekundär hårdhet. MEN å andra sidan orsakar intensiteten av upplösning av stora karbider när de värms över vissa temperaturer intensiteten av tillväxten av austenitkorn, och minskar därför styrka och seghet.

Vid tilldelning av härdningstemperaturen beaktas verktygets driftsförhållanden. För verktyg som arbetar under höga slagbelastningar sänks ibland härdningstemperaturen för att öka styrkan och härdas till en finare korn på 11 punkter. För verktyg som arbetar under särskilt tunga förhållanden temperaturförhållanden Härdningstemperaturen ökas i förhållande till den optimala, vilket utför bearbetning för maximal värmebeständighet.

För R6M5-stål består härdningsläget av steghärdning med hög temperatur.

Den första uppvärmningen utförs vid en temperatur av 400 - 500. C, med en preliminär nedsänkning i 15 - 20 sekunder. till en övermättad boraxlösning kommer den andra uppvärmningen att utföras vid en temperatur på 830-860 C.

Vi kommer att utföra stegvis uppvärmning för härdning i saltbad, som används flitigt eftersom... har följande antal fördelar: hög intensitet och enhetlig uppvärmning, möjligheten till lokal uppvärmning, förhindrande av oxidation och avkolning. skydd av instrumentet från exponering för syre.

Vid uppvärmning kommer vi att använda det vanligaste saltet BMZB, vilket inkluderar; 9b,9 % BaCl2+ 3 % MgF2, 0,1 % B.

Kylningsförhållanden under härdning bör säkerställa upprätthållande av en hög kolkoncentration, och för legerade och snabba stål, minimera härdningsdeformation och frånvaro av sprickor. Vi kommer att kyla R18F2 stål i olja.

Anlöpning är en process som orsakar omvandlingen av instabila strukturer i ett härdat tillstånd till mer stabila anlöpning utförs genom att värma upp till en temperatur under omvandlingsintervallet, hålla vid denna temperatur och efterföljande kylning.

Anlöpning av höghastighetsstål bör säkerställa en mer fullständig omvandling av kvarhållen austenit, vilket uppnås genom att använda multipel härdning med kylning på 20 - 40C.

Semestertemperatur, längd och antal semester bestäms kemisk sammansättning och det valda villkoret för att utföra denna operation. Anlöpning ger både hög hårdhet och värmebeständighet. Huvudsyftet med härdning är dispergerad härdning.

Under härdningsprocessen frigörs dispergerade karbider från den fasta lösningen. Och omvandlingen av kvarhållen austenit till martensit. Restaustenit kombineras med legeringselement när den värms upp och när den kyls från anlöpande temperaturer förvandlas till martensit.

För R6M5 stål kommer vi att anlöpa tre gånger vid en temperatur på 570 C i 1 timme, hårdheten efter anlöpning är 63 HRC. Och bildningen av dispergerade karbider säkerställer hög värmebeständighet (600 - 650 C)

Stålens struktur efter anlöpning består av härdad martensit, karbider (15-20%) och kvarhållen austenit (2-3%). -8%, och efter den tredje - 3 - 5%.

Vi kommer att utföra tempereringen i ett standard elektrod-saltbad med ett rektangulärt arbetsutrymme av typ C -100, med en temperatur på 850 C.

Som flytande medium används medier som är relativt enkla i sammansättning, har hög flytbarhet och inte korroderar ytan på härdade produkter, såsom smält salt 30% BaCl2 + 20% NaCl + 50% CaCl2.

Efter härdning och härdning bör R18F2-stål ha en hårdhet på 65 - 66 HRC, värmebeständighet T = 630 C, god seghet och låg slipbarhet.

Tillbehör för detta är av avgörande betydelse för implementeringen av tekniska processer i termobutiker. Saknade eller felaktigt använda verktyg kan orsaka betydande avfall. I denna process t.o.m. vi kommer att använda; en korg för härdning i saltbad, tång med raka platta käkar, en slev för att tömma saltbad, en sked för rengöring av saltbad.

3.3 Välja hjälpfunktioner

Hjälpoperationer inkluderar rengöring efter det. uträtning och rostskyddsbehandling,

Verktyget rengörs för att avlägsna tvål, salter och avlagringar.

Kemisk rengöring:

1. Preliminär tvätt av det kokande fatet i en het (90 C) alkalisk lösning av 0,38 - 0,41 % NaOH

2. Kokning i surgjort vatten (i en kokande 2% lösning av saltsyra).

3. Etsning

4. Upprepad sköljning i rinnande vatten

5. Kokning i sodalösning

6. Passivering.

Efter denna flernivårengöring är verktyget rent och skyddat från efterföljande korrosion.

3.4 Val och motivering av de nödvändiga kvalitetskontrolloperationerna för värmebehandling

Vid härdning av höghastighetsstål styrs uppvärmningstemperaturen, uppehållstiden, avkolningsaktiviteten för de slutliga uppvärmningsbaden, kylbadens temperatur. Kontrollparametrarna är;

Hårdhet GOST 9013-59, HRC 63 - 65

Storleken på austenitkorn GOST 5636-82, 10-11 poäng Efter härdning och härdning kontrolleras följande:

Hårdhet, HRC 63 - 65

Värmebeständighet

Karbidheterogenitet (2-3 poäng) Tillåten mängd kvarhållen austenit 2 - 3%

3.5 Värmebehandlingsdefekter och sätt att eliminera dem

1. Förlust av verktygsform under härdning - en defekt som uppstår i stål vars härdningstemperatur ligger nära början av smälttemperaturer. Som ett resultat av överhettning eller placering av verktyget i badet nära elektroderna, uppstår smältning av verktyget. Därför bör strömmen stängas av när du placerar verktyget i badet. Denna nackdel kan också elimineras genom att installera en skyddande vägg av tegelstenar som skiljer elektroderna från verktyget.

2. Otillräcklig hårdhet efter anlöpning kan bero på följande orsaker;

a) låg härdningstemperatur (upptäckt genom mikroanalys), vilket resulterar i bildandet av otillräckligt legerad martensit

b) låg uppvärmning under anlöpning (denna orsak kan identifieras genom magnetisk analys).

En defekt som uppstår som ett resultat av dessa skäl elimineras genom glödgning och efterföljande korrekt härdning och härdning.

c) avkolning

d) skada på värmebeständigheten

3. Skador på värmebeständigheten uppstår som ett resultat av mycket lång eller upprepad uppvärmning ovanför Ac1-regionen på grund av anrikningen av MebS-karbider med volfram, vilket minskar deras löslighet under härdning, vilket resulterar i otillräckligt legerad martensit sekundär hårdhet eller värmebeständighet. Denna defekt förhindras genom att observera ett visst temperaturintervall och varaktighet för uppvärmningen.

4. Deformation och skevhet bestäms genom att kontrollera måtten. De uppstår på grund av inre spänningar som bildas under härdning; ojämn uppvärmning för släckning och felaktig nedsänkning i kylmediet i det martensitiska området; genom korrekt nedsänkning i kylmediet, jämn uppvärmning och kontroll av krökning före kylning.

Införandet av legeringselement i stål förbättrar redan i sig dess mekaniska egenskaper. För att efter uppkolning och efterföljande värmebehandling erhålla hög ythårdhet och en plastkärna tillverkas delarna av lågkolstål 15 och 20. Den resulterande hårda och hållbara kärnan efter uppkolning och efterföljande värmebehandling i stål med högt innehåll. ..

Oljesläckande och låg temperering. Cementering är processen för diffusionsmättnad av ytskiktet av ståldelar med kol. Val av sekvens för alla värmebehandlingsoperationer. Vi tilldelar sekvenser av alla operationer för tillverkning av primärväxellådans axel (från rullning till färdig produkt). Sekvensen av operationer visas grafiskt och indikerar numret...