2.3 Вибір пристроїв для виконання термічної обробки

Наявність відповідного оснащення для основних та проміжних операцій попередньої т.ч. сприяє підвищенню технологічного процесу, підвищує якість оброблюваного інструменту, покращує умови праці робітників.

Як пристосування використовуємо: кліщі з плоскими губками, верхівки.

2.4 Вибір допоміжних операцій

1. Попереднє промивання інструменту від солей та олії проводиться в мийній машині. У цій машині інструмент піддається хімічному та механічному впливу гарячого лужного розчину. Склад виготовлений з рідкого скла каустичної соди. Загальна лужність розчину має становити 0,38 – 0,41 NaOH.

2. Кип'ятіння в підсоленій воді (у киплячому 2% розчині соляної кислоти) здійснюється перед травленням для скорочення розпаду кислоти та часу травленням. Кип'ятіння проводиться протягом 5-10 хв і має на меті розчинити солі, що залишилися на поверхні інструменту після нагрівання в солях, а також розпушити окалину.

3. Травлення призначається для остаточного зняття окалини, руйнування і видалення хлористих солей, що залишилася після попереднього кип'ятіння. Травлення проводиться в розчині 2год технічної соляної кислоти Лгод води, 0,5% присадки, і КС. Тривалість травлення 3-5 хв при 18 - 20 С (залежно від шару та товщини окалини),

4. Повторне промивання застосовується для повного видалення кислоти та бруду утворених на заготовки при травленні здійснюється у проточній воді. Промивання супроводжується багаторазовим струшуванням.

5. Кип'ятіння в 2% содовому розчині проводиться для повної нейтралізації кислоти протягом 10 хв.

6. Пасивування здійснюється для того, щоб захистити виріб від корозії. Воно відбувається в гарячому водяному розчині, що містить 25% NaN0 2 Витримка у ванні 3 -5 хв., після такої багаторазової обробки виріб виходить чистим і захищеним від корозії. Дані операції після відпалу в повному обсязі можуть не використовуватися.

2.5 Вибір та обґрунтування необхідних операцій для контролю якості термічної обробки

Результатом попередньої т.ч. оцінюється за твердістю та мікроструктурою. Мікроструктуру під час відпалу контролюють на зернистий перліт.

Параметри контрольовані у швидкорізальних сталей після відпалу: хімічний склад, розмір заготівлі в стан поставки, мікроструктура за ГОСТ 10243-75, твердість у відпаленому стані за ГОСТ 9012-59, не нижче НВ 255, глибина обезуглероженного шару 0,5-1 % d .

2.6 Аналіз можливих дефектів термічної обробки та способи їх усунення

Окислення та обезуглероживание - дефекти, які є результатом хімічної реакції, що проходять при нагріванні сталі між поверхневим шаром металу та киснем. Ці процеси негативно впливають на конструктивну міцність виробів, що призводять до втрат металу на удар, зумовлюють необхідність збільшення припусків для подальшої механічної обробки.

Окислення визначають безпосереднім оглядом заготівлі, а знеуглерожування контролем на міцність при металографічному дослідженні.

При глибині проникнення, більш ніж припуск на шліфування, несправний шлюб. Для попередження слід вести нагрівання в захисній атмосфері, а за відсутності такої - в ящиках з чавунною стружкою, вугіллям з деревини з 5% кальцинованої соди, перепаленому азбестом, білим піском і т.п. У соляні ванні для збереження від знеуглерожування додають мелений фурросиліцин у кількості 0,5 - 1 % від ваги солі або буру, борну кислоту, жовту кров'яну сіль.

Контроль твердості зазвичай провадиться за допомогою ЦБМ для відпалених виробів.

Нафталінистий злам - характеризується своєрідним видом зламу, що є наслідком руйнування кристалографічними площинами; супроводжується значним зниженням властивостей міцності і особливо ударної в'язкості, викликається закінченням гарячої класичної обробки при надмірно високій температурі (вище 1180 С), якщо ступінь деформації при наступному відпалі була невелика і якщо наступний відпал виконаний недостатньо точно і не забезпечує необхідного значення твердості (НВ 255 - 269), виконуємо повторне загартування без проміжного відпалу. Усунення нафталінного зламу та відновлення механічних властивостей можна багаторазовою відпусткою.

3. Проектування технологічного процесу зміцнюючої термічної обробки

3.1 Визначення структури технологічного процесу термічної обробки

Зміцнююча т.ч. швидкорізальна сталь специфічна. Вона полягає в високотемпературному нагріванні під загартування і подальшому триразовій температурній відпустці, по 1 годині кожен. Температура загартування – 1280 – 1290 С, а температура 580 –600 С.

3.2 Проектування окремих операцій термічної обробки

Загартування - процес термічної обробки, що зумовлює отримання нерівноважних структур перетворення або розпаду аустеніту при різкому його переохолодженні зі швидкістю вище за критичну. Кінцевий результат процесу загартування залежить від швидкості охолодження та температури кінця мартенситного перетворення. Чим вище температура нагріву, тим вище легованість твердого розчину за рахунок розчинення вторинних карбідів, а отже, вище теплостійкість та вторинна твердість. АЛЕ з іншого боку, інтенсивність розчинення великого карбідів при нагріванні вище за певні температури викликає інтенсивність росту зерна аустеніту, а значить, знижує міцність і ударну в'язкість.

При призначенні температури гарту враховується умови експлуатації інструменту. Для інструменту працюючого про високі ударні навантаження температуру гарту іноді знижують з метою підвищення міцності і загартовують на дрібніше зерно 11 бала. Для інструменту, що працює в особливо важкому температурному режимі, температуру гарту підвищують відносно оптимальною, проводячи обробку на максимальну теплостійкість.

Для сталі Р6М5 режим загартування полягає у високотемпературному ступінчастому загартуванні.

Перший підігрів проводять при температурі 400 - 500. З попереднім зануренням на 15 - 20 сек. у пересичений розчин бури, другий підігрів будемо проводити при температурі 830-860°С.

Ступінчастий підігрів під загартування будемо виробляти в солоних ваннах, які широко використовуються, т.к. мають наступний ряд переваг: високою інтенсивністю та рівномірністю нагріву, можливість здійснення місцевого нагріву, запобігання окисленню та обезуглерожування. захист інструменту від впливу кисню.

При нагріванні використовуватимемо найбільш поширену сіль БМЗБ, до складу якої входить; 9б,9% С12+ 3% МgF2, 0,1% В.

Умови охолодження при загартуванні повинні забезпечити збереження високої концентрації вуглецю, а для легованих та швидкорізальних сталей зведення до мінімуму загартованої деформації та відсутність тріщин. Сталь Р18Ф2 охолоджуватимемо в маслі.

Відпустка - процес т.ч., що зумовлює перетворення нестійких структур загартованого стану на більш стійкі, Відпустка здійснюється шляхом нагрівання до температури нижче інтервалу перетворень, витримки при цій температурі та подальшого охолодження.

Відпустка швидкорізальної сталі повинен забезпечувати повніше перетворення залишкового аустеніту, що досягається застосуванням багаторазової відпустки з охолодженням 20 - 40С.

Температура відпустки, тривалість та кількість відпусток визначаються хімічним складом та обраною умовою проведення цієї операції. Відпустка забезпечує одночасно високу твердість та теплостійкість. Основна мета відпустки полягає в дисперсному твердінні.

У процесі відпустки відбувається виділення з твердого розчину дисперсних карбідів. І перетворення залишкового аустеніту на мартенсит. Залишковий аустеніт об'єднується при нагріванні з елементами, що легують, і при охолодженні з температур відпустки перетворюється на мартенсит.

Для сталі Р6М5 будемо проводити триразову відпустку з температурою 570 С по 1 годині, твердість після відпустки становить 63 HRC. А освіта дисперсних карбідів забезпечується високу теплостійкість (600 – 650 С)

Структура сталей після відпустки складається з відпущеного мартенситу, карбідів (15 - 20%) і залишкового аустеніту (2 -3%), Найбільша кількість залишкового аустеніту перетворюється при першій відпустці 10-12%, при другій - 6 - 8%, а після третьої - 3 - 5%.

Відпустку проводитимемо у стандартній елетро-соляній ванні з прямокутною формою робочого простору типу С -100, з температурою 850 С.

В якості рідкого середовища застосовуються порівняно прості за складом середовища, що володіють високою рідиною, не роз'їдають поверхню загартованих виробів, такі як розплавлена ​​сіль 30% ВаСl2 + 20% NaCl + 50% CaCl2.

Після гарту і відпустки сталь Р18Ф2 повинна володіти твердістю 65 - 66 HRC теплостійкість Т = 630 С, в'язкість хороша, низька шліфування.

Оснащення для т.ч. має вирішальне значення під час здійснення технологічних процесів у термічних цехах. Відсутність або неправильне використання оснастки може спричинити значний шлюб. У цьому процесі т.ч. використовуватимемо; кошик для загартування в соляних ваннах, кліщі з прямими плоскими губками, ківш для зливу із соляних ванн, ложку для очищення соляних ванн.

3.3 Вибір допоміжних операцій

До допоміжних операцій відносять його очищення після т.ч. правку та антикорозійну обробку,

Інструмент піддається очищенню з метою видалення мила, солей, окалини.

Операція хімічного очищення:

1. Попереднє промивання виварювальної бочки в гарячому (90 С) лужному розчині 0,38 - 0,41 % NaOH

2. Кип'ятіння в підкисленій воді (у киплячому 2% розчині соляної кислоти).

3. Травлення

4. Повторне промивання у проточній воді

5. Кип'ятіння в содовому розчині

6. Пасивування.

Після цього багаторівневого очищення інструмент виходить чистим та захищеним від подальшої корозії.

3.4 Вибір та обґрунтування необхідних операцій контролю якості термічної обробки

При загартуванні швидкорізальної сталі контролюють температуру нагрівання., час витримки, що знеуглерожує активність ванн остаточного нагріву, температуру ванн охолодження, Параметрами контролю є;

Твердість ГОСТ 9013-59, HRC 63-65

Величина аустенітного зерна ГОСТ 5636-82, 10-11 бал Після загартування та відпустки контролюється:

Твердість HRC 63 - 65

Теплостійкість

Карбідна неоднорідність (2-3 бал) Допустима кількість залишкового аустеніту 2 - 3%

3.5 Дефекти термічної обробки та способи їх усунення

1. Втрата форми інструменту при загартуванні - дефект, що виникає у сталей, температура загартування яких близька до температур початку плавлення. Внаслідок надмірного перегріву або розташування інструменту у ванні близько до електродів, виникають оплавлення інструменту. Тому при поміщенні інструменту у ванну слід вимкнути струм. Цей недолік можна усунути також установкою захисної стінки з цегли, що відокремлюють електроди від інструменту.

2. Недостатня твердість після відпустки може бути такими причинами;

а) зниженої температури загартування (виявляється мікроаналізом) унаслідок чого утворюється недостатньо легований мартенсит

б) низьким нагріванням під час відпустки (ця причина може бути виявлена ​​магнітним аналізом).

Дефектом, що виникає в результаті цих причин, усувається відповідно відпалом і наступними правильними загартуванням і відпусткою.

в) обезуглерожування

г) псування теплостійкості

3. Псування теплостійкості виникає в результаті дуже тривалого або багаторазового нагріву вище області Aс1 внаслідок збагаченням карбідів МебС вольфрамом, що зменшує їх розчинність при загартуванні, внаслідок чого виходить недостатньо легований мартенсит, Виявляється зниження вторинної твердості або теплостійкості. Даний дефект запобігається дотримання певної області нагрівання температур і тривалості т.ч.

4. Деформація та короблення визначається перевіркою розмірів. Виникають через внутрішні напруги, що утворилися при загартування; нерівномірне нагрівання під загартування та неправильне занурення в охолоджувальне середовище в мартенситному інтервалі; правильним зануренням у загартоване середовище, рівномірним нагріванням та перевіркою на кривизну перед загартуванням.

Введення в сталь легуючих елементів саме собою вже покращує її механічні властивості. Для отримання після цементації та подальшої термічної обробки високої твердості поверхні і пластичної серцевини деталі виготовляють з низьколегеневих сталей 15 і 20.

Загартування в олії та низька відпустка. Цементацією називається процес дифузійного насичення поверхневого шару сталевих деталей вуглецем. Вибір послідовності всіх термічних операцій. Призначаємо послідовності всіх операцій виготовлення валу первинної коробки (від прокату до готового виробу). Послідовність операцій зображується графічно із зазначенням номера.

Вступ

Навчальна зварювально-термічна та механічна практика була пройдена на ВАТ «Могилівський завод «Строммашина». Належить на праві власності Республіці Білорусь та перебуває у віданні Міністерства архітектури та будівництва Республіки Білорусь.

У 1913 році товариством братів Мазья та Аранзон було відкрито у Могильові мідноливарне та механічне підприємство. Товариство бралося за влаштування млинів, олійних і винокурних заводів, продаж населенню плугів, сокир та ін.

В 1920 завод був націоналізований і займався ремонтом автомобілів, похідних кухонь, виготовленням військових возів.

1921 року почався випуск плугів, борін, запасних частин для сільгоспмашин. У 1926 році завод освоїв випуск ручних молотилок, силосорізок, кінних приводів, віялок, терезів. Завод продовжував будуватися.

1941 року завод, демонтувавши обладнання, було евакуйовано вглиб країни. У 1946 році почалося відновлення заводу, і він був переданий у відання Міністерства будівельного та дорожнього машинобудування. З того часу він отримав нову назву «Строммашина».

У 1950 році завод отримав нові завдання, які вимагали його розширення. Знову споруджувані корпуси оснащувалися сучасним обладнанням.

У 1962 році завод вперше освоїв та розпочав серійний випуск вантажних вантажопідйомністю 2000 кг. та нових моделей пасажирських ліфтів вантажопідйомністю 350-500 кг

З 2004 року розпочали виготовлення вперше в Республіці дуже складної машини - Відвал освіт Крокуючий.

У 2005 році заводом продовжуватиметься випуск преса вібраційного зі штовхачем піддонів МЗ2-002

Дане підприємство має такі основні цехи:

1) Складально-конструкційний цех №1

2) Чавуноливарний цех № 2

3) Механозбиральний цех №3

4) Механозбірний цех № 4

5) Механозбиральний цех № 6

6) Механозбиральний цех № 10

7) Метизний цех №12

8) Складально-малярний цех №15

На підприємстві чисельність працівників становить 2598 осіб. Які мають вищу (442 осіб) середню спеціальну (664 осіб) професійно-технічну (968 осіб) середню (968 осіб) базову та початкову (38 осіб).

Зварювально-термічна практика

Мета: Пройти інструктаж з техніки безпеки. Ознайомиться з основними операціями ковальських робіт та обладнанням для ковальських робіт.

Після прибуття на зварювально-термічну практику зі мною проведе інструктаж з техніки безпеки та охорони праці під час проходження зварювально-термічної практики. Нам були видані засоби індивідуального захисту голови та очей (каску, окуляри) та спецодяг. Без спецодягу та засобів індивідуального захисту вхід до цеху суворо заборонено.

1.1.2) Ковальські роботи. Витяжка осаду та висадка металу.

Опадом металу називається операція збільшення площі поперечного перерізу вихідної заготовки за рахунок зменшення її висоти (рис. 1.1 а). Осаду застосовується при виготовленні поковок з великими поперечними перерізами та відносно малою висотою (шестірні, диски тощо). При виготовленні порожнистих поковок типу кілець, барабанів і подібних до них, осаду застосовується як попередня операція. Різновидом опади є висадка, що полягає у місцевому збільшенні поперечного перерізу (рис. 1.1 б). Висаджування зазвичай застосовується для отримання головок болтів, буртів, фланців і т.п. При виготовленні в умовах дрібносерійного виробництва партії поковок із відносно складним контуром, що важко виконати перерахованими операціями, застосовується так зване штампування в підкладних штампах (рис. 1.1, г). У підкладних штампах можуть виготовлятись головки гайкових ключів, головки болтів, валики з буртиками та інші поковки. Витяжка металу Витяжкою називається операція збільшення довжини вихідної заготовки за рахунок зменшення поперечного перерізу (рис. 1.1, в). Витяжка застосовується при виготовленні поковок з подовженою віссю (валків, важелів, шатунів, тяг тощо) і є найпоширенішою операцією кування. Вона здійснюється послідовними ударами або натисканнями на окремі ділянки заготівлі, що примикають одна до одної. При деформації заготівлі утворюється витріщення її граней, які зіштовхуються з бойками. Для усунення цього явища у процесі витяжки заготівлю періодично або після кожного удару (натиску) кантують (повертають) на 90° навколо осі. На інтенсивність витяжки впливає ширина і форма бойків, стан їх поверхні і довжина ділянок заготівлі, що деформуються. Чим вище чистота поверхні бойків, що менше їх ширина і що менше довжина діформованих ділянок заготівлі, тим інтенсивніше витяжка. Інтенсивність витяжки збільшується при використанні бойків вирізних замість плоских. Послідовне чергування витяжки та опади дозволяє значно знизити анізотропію механічних властивостей. Різновидами витяжки є: розкочування (роздача); розгін (розширення) тощо. Витяжка на оправці є операцією збільшення довжини пустотілої поковки за рахунок зменшення її зовнішнього діаметра і товщини стінок. Ця операція застосовується при виготовленні пустотілих поковок типу гарматних стовбурів, котельних барабанів, турбінних роторів та ін. Цієї операції піддаються попередньо прошиті заготовки, які надягаються на оправку і обтискаються, як суцільні заготовки, за допомогою вирізних або плоских бойків. Схеми основних операцій вільного кування Рисунок. 1.1. Схеми основних операцій вільного кування На рис. 1.1 зображено витяжку труби на оправці за допомогою вирізного та плоского бойків. Розкочування на оправці (роздача) є операцією збільшення зовнішнього і внутрішнього діаметрів порожнистої заготовки за рахунок зменшення товщини її стінок (рис. 1.1, д) і застосовуються при виготовленні кілець, бандажів, барабанів і т.п.

Малюнок. 1.1. Схеми основних операцій вільного кування

Застосовується наступне обладнання: Прес гідравлічний горизонтальний «Ажур-3М», Прес гідравлічний вертикальний «ПВ-100»

Мета: Закріпити знання з тем рубка, гнучка та прошивка металу.

1.2.1) Рубка, гнучка, прошивка металу

Гнучка (гнуття) металу Гнучкою називається операція, за допомогою якої заготовки надають вигнуту форму за заданим контуром (рис. 1.1, е). Цією операцією виготовляються косинці, скоби, гачки, кронштейни тощо. При згинанні відбувається зміна площі поперечного перерізу заготовки в зоні вигину внаслідок стиснення внутрішніх та розтягування зовнішніх її шарів, що називається стяжкою. Для компенсації стяжки на місці згину заготовки надають збільшений розмір за товщиною. При згинанні можливе утворення складок за внутрішнім контуром і тріщин по зовнішньому. Щоб уникнути цього явища підбирають відповідний радіус закруглення та кут вигину. Крім заготовок суцільного профілю згинання можуть піддаватися також труби, навіщо останні наповнюються піском і щільно забиваються з обох боків пробками.

Рубка металу Рубкою металу називається операція відокремлення однієї частини заготівлі або поковки від іншої (рис. 1.1, з). Застосовується рубка для отримання із заготовок великої довжини декількох коротких, для видалення надлишків металу на кінцях заготовок або поковок, для видалення надлишків металу у внутрішньому контурі поковки (вирубування), для видалення прибуткової та донної частин зливка і т.п. Рубка металу здійснюється за допомогою сокир різної форми (рис. 1.2 г).

Прошивка металу Прошивкою називається операція одержання в заготівлі отвору (рис. 1.1). Інструментом для прошивки є прошивання, яке може бути суцільним або порожнистим (рис. 1.2, д). При наскрізній прошивці порівняно тонких поковок застосовуються підкладні кільця (рис. 1.2 і). Основний ковальський інструмент. 1.2. Основний ковальський інструмент Отвори до 400-500 мм діаметром прошиваються суцільними прошивнями. Отвори діаметром 300-900 мм прошиваються пустотілими прошивнями. Прошивка пустотілими прошивнями в багатьох випадках має на меті видалити із заготівлі центральну лікваційну зону і використовувати якісніший метал периферійних зон зливка.

Малюнок. 1.2 Основний ковальський інструмент

Застосовується наступне обладнання: Сокири різної форми, підкладні кільця, прошивки, Прес гідравлічний вертикальний «ПВ-100», Прес гідравлічний горизонтальний «Ажур-3М».

На «Могилівський завод «Строммашина» дані роботи виробляють у механоконструкційному цеху №1

Мета: Закріпити знання на тему термічна обробка металу.

1.3.1 Термічна обробка металу

Термічна обробка металів та сплавів - процес теплової обробки металевих виробів, метою якого є зміна структури та властивостей у заданому напрямку.

Серед основних видів термічної обробки слід зазначити:

Відпал (гомогенізаціінормалізація). Метою є отримання однорідної зеренної мікроструктури та розчинення включень. Наступне охолодження є повільним, що перешкоджає утворенню нерівноважних структур типу мартенситу.

Загартування проводять з підвищеною швидкістю охолодження з метою отримання нерівноважних структур типу мартенситу. Критична швидкість охолодження, необхідна для загартування, залежить від матеріалу.

Відпустка необхідна для зняття внутрішніх напруг, внесених при загартуванні. Матеріал стає більш пластичним при деякому зменшенні міцності.

Дисперсійне твердіння (старіння). Після проведення відпалу проводиться нагрівання більш низьку температуру з метою виділення частинок зміцнюючої фази. Іноді проводиться ступінчасте старіння за кількох температур з метою виділення кількох видів зміцнюючих частинок.

2. Устаткування для термообробки.

3. Електричні та газові камерні печі періодичної дії використовуються в дослідному, одиничному та дрібносерійному виробництвах для термічної обробки дрібних та середніх.

Електричні та газові камерні печі призначаються для відпалу, загартування, нагріву перед куванням, нормалізації металевих деталей, відпустки, а також для випалу керамічних виробів та термообробки виробів зі скла.

Електричні та газові камерні сушарки періодичної дії використовуються в одиничному та дрібносерійному виробництвах для термічної обробки різноманітних матеріалів.

Камерні сушарки використовуються при термічних процесах низької температури, таких як видалення вологи, підігрів перед іншими термопроцесами, тести на термічну міцність, а також для вулканізації гуми, порошкового фарбування, низькотемпературної відпустки і т.д.

Електричні та газові печі з висувною підлогою періодичної дії використовуються для термообробки в одиничному чи серійному виробництвах деталей середнього та великого розміру. У порівнянні з печами інших типів, електричні та газові печі зручніші при операціях завантаження та вивантаження, які можна механізувати.

Електричні та газові печі з висувною підлогою використовуються для нагрівання перед куванням, гарту, відпалу, відпустки, штучного старіння, нормалізації металевих деталей, а також для випалу керамічних виробів та термообробки виробів зі скла.

Електричні та газові сушарки з висувною підлогою періодичної дії призначені для термічної обробки різних матеріалів та деталей у серійному виробництві. У порівнянні з іншими сушарками зручніше завантаження-вивантаження, яке можна механізувати.

Сушарки такого типу використовуються для низькотемпературних термічних процесів, таких як видалення вологи, тести на термічну міцність, підігрів перед іншими термопроцесами, а також для порошкового фарбування, вулканізації гуми, низькотемпературної відпустки і т.д.

Електричні та газові тунельні печі постійної дії використовуються в серійному виробництві для термообробки різних матеріалів.

Електричні та газові тунельні печі легко інтегруються у безперервні технологічні виробничі лінії. На відміну від звичайних печей та сушарок електричні та газові тунельні печі, залежно від автоматизації та механізації, більш продуктивні.

Електричні та газові тунельні сушарки постійної дії призначені для термічної обробки різних матеріалів та деталей у серійному виробництві.

Обладнання такого типу легко інтегрується в безперервні технологічні виробничі лінії, воно є більш продуктивним, ніж звичайні печі та сушарки в залежності від ступеня механізації та автоматизації.

Електричні та газові ковпакові печі використовуються у серійному виробництві для процесів термообробки. Ковпакові печі використовуються для відпалу дроту, стрічки та інших виробів із металу. Ковпакові печі складаються з футерованого ковпака з нагрівачами та однієї або кількох нерухомих платформ.

Ковпакові печі використовуються при термообробці виробів великої ваги та розмірів. Ковпакові печі, за рахунок своєї конструкції, дозволяють економити виробничі площі, а за наявності декількох платформ може бути досягнута більш висока продуктивність. Ковпакові печі зручні при використанні захисних газів.

Шахтні електричні печі застосовуються для термічної обробки довгих деталей у вертикальному положенні, а також для важких деталей, для завантаження яких робочу камеру потрібен кран. Шахтні печі мають робочу камеру у формі циліндра або прямокутника, і в залежності від процесу, або комплектуються мішалкою повітря, або – ні.

Шахтні печі можуть бути укомплектовані ретортами, які використовуються в термохімічних процесах, наприклад при газовій цементизації, нітроцементизації та азотуванні.

Обладнання для індукційного нагрівання ґрунтується на принципі електромагнітної індукції. Устаткування для індукційного нагріву здійснює нагрівання або плавлення тіл за рахунок теплової дії вихрових електричних струмів, які протікають у тілі, що нагрівається. Устаткування для індукційного нагріву застосовується для локального гартування внутрішніх або зовнішніх поверхонь деталей.

Забезпечують необхідну твердість поверхні за допомогою насичення поверхневих шарів металу азотом чи вуглецем. Печі для термохімічного процесу можна використовувати практично для будь-яких марок сталей. Печі для термохімічних процесів використовуються для наступних операцій: цементизація, нітроцементизація та азотування.

Вакуумні печі-це герметизовані апарати, в яких проходять електротеримчі процеси, до яких пред'являються особливі вимоги. Вакуумні печі застосовуються для безокисного нагрівання металів і плавки металів з високим ступенем очищення. Вакуумні печі використовують при плавці, рафінуванні, розливанні у форми сталей, жароміцних сплавів, високолегованих сталей, а також кольорових та рідкісних металів.

Застосовується наступне обладнання: Шахтні печі для гарту (ШЕС-780N), Печі для термообробки металу з викочуванням (КЕСмвп-3000N), Камерні печі для термообробки металу (КЕСм-97).

На «Могилівський завод «Строммашина» дані роботи виробляють у механозбірному цеху №3.

Ціль: Закріпити знання по темам: ручне дугове зварювання, Зварювання у вуглекислому газі, газове зварювання, газове різання

1.4.1) Зварювальні роботи

Зварювання - процес отримання нероз'ємного з'єднання за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між частинами, що зварюються при їх місцевому або загальному нагріванні, або пластичному деформуванні, або спільній дії того й іншого. Зазвичай застосовується для з'єднання металів, сплавів або термопластів, а також в медицині.

Для зварювання використовуються різні джерела енергії: електрична дуга, газове полум'я, лазерне випромінювання, електронний промінь, тертя, ультразвук. Розвиток технологій дозволяє нині здійснювати зварювання як на промислових підприємствах, а й у відкритому повітрі, під водою і навіть у космосі. Виробництво зварювальних робіт пов'язане з небезпекою загорянь, уражень електричним струмом, отруєнь шкідливими газами, опроміненням ультрафіолетовими променями та ураженням очей.

Ручне дугове зварювання

Для зварювання використовують електрод з нанесеним на поверхню покриттям (обмазкою). При плавленні обмазки утворюється захисний шар, що відокремлює зону зварювання від атмосферних газів (азоту, кисню), і сприяє легуванню шва, підвищенню стабільності горіння дуги, видаленню неметалевих включень з металу шва, формуванню шва і т.д. матеріалів електрозварювання проводиться постійним струмом обох полярностей або змінним струмом.

Зварювання у вуглекислому газі

Сутність процесу зварювання у вуглекислому газі полягає в наступному. Вуглекислий газ, що надходить у зону зварювання, захищає її від шкідливого впливу атмосфери повітря. Причому за високої температури зварювальної дуги вуглекислий газ частково дисоціюється на окис вуглецю і кисень 2С0 2 2СО +O 2 .

В результаті в зоні дуги утворюється суміш із трьох різних газів: вуглекислого газу, окису вуглецю та кисню.

Внаслідок того, що температура дуги не скрізь однакова, неоднаковий і склад газової суміші в зоні дуги. У центральній частині, де висока температура дуги, вуглекислий газ дисоціює майже повністю. В області, що прилягає до зварювальної ванни, кількість вуглекислого газу переважає над сумарною кількістю кисню та окису вуглецю. Всі три компоненти газової суміші захищають метал від впливу повітря, в той же час окислюють його як при переході крапель електродного дроту у зварювальну ванну, так і на поверхні

Газове зварювання

Газове, або газоплавильне зварювання, також газозварювання - зварювання плавленням із застосуванням суміші кисню та пального газу, переважно ацетилену; рідше -водню, пропану, бутану, і т.д. Тепло, що виділяється при горінні суміші кисню і пального газу, оплавляє поверхні, що зварюються, і присадковий матеріал з утворенням зварювальної ванни - металу зварюваного шва, що знаходиться в рідкому стані. Полум'я може бути окисним або відновним, це регулюється кількістю кисню. Залежно від складу основного металу вибирають склад присадних прутків

Газове різання

Газове різання проводиться шляхом спалювання металу в кисні, який виходить струменем з газового пальника-різака і видує згорілі частинки металу. Попередньо метал у місці різу прогрівається полум'ям суміші кисню та ацетилену. Під час горіння при різі металу його нижні шари прогріваються теплом, що виділяється при горінні.

Цей спосіб різання застосовується в тих випадках, коли температура плавлення металів, що розрізаються, вище температури плавлення їх оксидів. Останні повинні бути досить рідкими в розплавленому стані, щоб можна було їх легко видаляти з різу струменем кисню.

Застосовується наступне обладнання: Зварювальний апарат Олівер ВД-350,Зварювальний апарат Олівер ПДУ-350.1К,Зварювальний апарат ОЛІВЕР MMA 200,Електроди S-7016,Електроди МР-3

На «Могилівський завод «Строммашина» дані роботи виробляють у механоконструкційному цеху №1, механозбірному цеху №10, складально-малярному цеху №15

Мета: Закріпити знання з тем антикорозійна обробка, піскоструминна обробка, полімерне фарбування.

1.5.1) Комплексна робота

Комплексна обробка металу:

1) антикорозійна;

2)піскоструминна;

3) полімерне фарбування;

1) Корозія – одна з основних проблем у вирішенні питання забезпечення довговічності металевих конструкцій. Причина виникнення цього негативного явища - хімічна дія на метал навколишнього середовища, в результаті якого відбувається його поступове окислення та руйнування. І всім відомо, що набагато важче зупинити корозію металу, ніж її запобігти, тому превентивні заходи щодо обробки металевих конструкцій такі актуальні сьогодні для будівельників. Найбільш ефективним на сьогоднішній день способом боротьби з корозією металу є комплексна антикорозійна обробка, яка забезпечує безпеку, правильне функціонування конструкцій та значно продовжує термін служби споруд із металу та обладнання з металевими елементами.

Холодне цинкування

Основний метод антикорозійної обробки металоконструкцій – це холодне цинкування – один із широко визнаних способів захисту сталі від корозії. Він поєднує переваги традиційних способів обробки металоконструкцій - цинкування та лакофарбових покриттів. Основний компонент цинк-наповнених композицій – високодисперсний порошок цинку. Цинк-наповнені композиції наносять при обробці металевих конструкцій традиційними лакофарбовими методами (розпилення, кисть, валик) на попередньо підготовлену поверхню металу. В результаті утворюється покриття із вмістом цинку до 97%.

Холодне цинкування забезпечує комбінований захист сталі, що поєднує протекторний (катодний) механізм подібно цинковим металевим покриттям (гаряче цинкування, гальваніка) і гідроізолюючий механізм подібно до традиційних лакофарбових матеріалів. Завдяки цьому холодне цинкування у сфері антикорозійної обробки металоконструкцій перевершує інші методи стійкості до корозії та термінів служби покриття. Холодне цинкування багатофункціональне: цинк-наповнені покриття можуть застосовуватися в різних експлуатаційних умовах як самостійне покриття або як грунтовка в комбінованих системах у поєднанні з лакофарбовими покриттями різного призначення.

Кафедра технології машинобудування

Контрольна робота

з дисципліни «Технологія машинобудування»

на тему: Технологія та устаткування термічної обробки машинобудування

Новосибірськ

Вступ………………………………………………………………………...3

1. Технологія термічної обробки …….………………………………..4

1.1 .Отжиг стали …………………………………………………………………4

1.2 .Нормалізація стали.…...………………………………………………….7

1.3. Загартування стали …………………………………..……………………………7

1.4. Обробка стали холодом …………………………..……………………...9

1.5. Відпустка загартованої сталі ………………………………………………… 9

2. Термічна обробка чавунів ………………………………………...10

2.1. Відпал чавуну ……………..……………………………………………..…10

2.2. Нормалізація чавуну .............................................. ...................................12

2.3. Гарт чавуну..………………………………………………………..… 13

2.4. Відпустка……………………………………………………………………...14

3. Технологія термічної обробки кольорових металів…………………14

3.1 .Алюміній та її сплавы……………………………………………………14

3.2 .Титан та її сплави…………………………………………………………17

3.3 .Магній та її сплавы………………………………………………………. 18

3.4 .Медь та її сплавы…………………………………………………………..19

4. Обладнання для термічної обработки………………………………..19

Заключение……………………………………………………………………...24

Список литературы……………………………………………………………...25

Вступ

У розвитку машинобудівної промисловості значна роль належить термістам, так як термічна обробка є однією з основних, найбільш важливих операцій загального технологічного циклу обробки, від правильного виконання якої залежить якість (механічні та фізико-хімічні властивості) деталей, що виготовляються, машин і механізмів, інструменту та іншої продукції. .

Перспективним напрямком удосконалення технології термічної обробки є інтенсифікація процесів нагрівання, встановлення агрегатів для термічної обробки в механічних цехах, створення автоматичних ліній з включенням до них процесів термічної обробки, а також розробка методів, що забезпечують підвищення властивостей міцності металевих матеріалів і експлуатаційних властивостей деталей, їх надійності та довговічності. Тільки вивчивши теорію та практику термічної обробки металів, терміст може успішно працювати на сучасних машинобудівних заводах, успішно впроваджувати у технологію термічної обробки новітні досягнення науки та техніки, боротися за механізацію та автоматизацію технологічних процесів.

Метою роботи є розгляд обладнання та технології термічної обробки.

1. Технологія термічної обробки сталі

1.1. Відпал стали

Відпалом називають вид термічної обробки що складається в нагріванні сталі до певної температури, витримки та повільного охолодження.

У процесі виливки, прокатки або кування сталеві заготовки охолоджуються нерівномірно, що призводить до неоднорідності структури та властивостей, виникнення внутрішніх напруг. Для усунення різноманітних структурних неоднорідностей проводять відпал.

Розрізняють кілька видів відпалу, що розрізняються за технологією виконання та мети. Для подрібнення зерна перегрітої сталі, зниження твердості та покращення оброблюваності різанням застосовують повний, неповний, ізотермічний відпали та відпал на зернистий перліт. Для зменшення внутрішньої напруги, зниження твердості, підвищення пластичності та зміни форми зерен холоднодеформованого металу застосовують рекристалізаційний відпал. Для усунення внутрішньокристалітної ліквації в легованих сталях – високотемпературний дифузійний відпал.

Температурні інтервали основних видів відпалу для вуглецевих сталей представлені на рис.1.

Мал. 1. Температурні інтервали нагріву різних видів відпалу:

1 – повний та ізотермічний; 2 – неповний; 3 – відпал на зернистий перліт; 4 - Рекристалізаційний.

Повний відпал проводиться для доевтектоїдних та евтектоїдних сталей. Температура нагріву на 30 ° -50 ° С вище А3, тобто. структуру повністю переводять в аустенітний стан. Після витримки сталь повільно охолоджують у печі. Швидкість охолодження вуглецевих сталей 100-150 ° С / год, легованих - 30-40 ° С / год. Структура сталі після повного відпалу виходить ферито-перлітна, тобто. така, як у діаграмі Fe-C.

Неповний відпал проводять практично для інструментальних заевтектоїдних сталей, тільки в тому випадку, якщо в структурі цементиту немає по межах зерен (сітка цементиту). Якщо є сітка цементиту, для її усунення застосовують нормалізацію, що буде розглянуто нижче. Температура нагріву на 30 ° -50 ° С вище А1 (750 ° -780 ° С). При нагріванні структура складатиметься з аустеніту та цементиту, після повільного охолодження з перліту та цементиту.

Ізотермічний відпал проводять з тією ж метою, що і повний, але час на його проведення потрібно менше (рис.2).

Мал. 2. Режим охолодження при ізотермічному (1) та повному відпалі (2).

Після нагрівання до температури на 30°-50°С вище А1, витримці для вирівнювання температури перерізу, сталь підстуджують трохи нижче А1 (650°-700°С) і витримують при цій температурі до розпаду аустеніту на ферит і перліт, подальше охолодження з будь-якою швидкістю.

На відміну від інших видів відпалу тут розпад аустеніту проходить не за безперервного охолодження, а в ізотермічних умовах (за постійної температури). Проводити такий відпал простіше, т.к. контролювати температуру легше, ніж швидкість охолодження.

Ізотермічний відпал зазвичай застосовують для легованих сталей, що володіють високою стійкістю аустеніту (крива ізотермічного розпаду сильно зсунута вправо). Такий відпал можна застосовувати тільки для дрібних заготовок, у яких температура перетину вирівнюється порівняно швидко.

Відпал на зернистий перліт проводять з метою поліпшити оброблюваність різанням за рахунок зниження твердості при переведенні пластинчастого перліту в зернистий. Такий відпал застосовують для евтектоїдної та заевтектоїдних сталей (при відсутності сітки цементиту).

Відпал проводять по одному з наступних режимів:

1. Нагрів на 20 ° -30 ° С вище А1, витримка 3-5 годин, повільне охолодження

2. Нагрів до тих же температур з невеликою витримкою, охолодження до 600°С, знову нагрів до 740°-750°З знову охолодження до 600°С. Такі цикли нагрівання та підтужування повторюють 2-4 рази, тобто. проводять як би похитування температури сталі близько А1. Тому такий відпал називають ще маятником відпалом. Графічно режим маятникового відпалу представлений на рис.3.

Відпал рекристалізаційний застосовують для зниження міцності, твердості, підвищення пластичності та усунення витягнутості зерен після холодної пластичної деформації (наприклад, проміжні відпали при волоченні дроту). Такому відпалу піддають маловуглецеві сталі, так як високовуглецеві сталі в холодному стані погано деформуються і їх такій обробці практично не піддають.

Нагрівання при цьому відпали проводять нижче температури А1 до 600°-700°З подальшим охолодженням в печі або на повітрі. При цьому тимчасове опір розриву (високе після деформації) знижується, а пластичність зростає.

1.2. Нормалізація сталі

Нормалізація полягає в нагріванні сталі на 30 ° -50 ° С вище критичних температур А3 і Асм (рис.4) з подальшим охолодженням на повітрі.

Мал. 4. Фрагмент діаграми Fe-C

Мета нормалізації доевтектоїдних конструкційних сталей дещо підвищити міцність (порівняно з міцністю після відпалу) за рахунок подрібнення структурних складових (фериту та перліту).

Мета нормалізації заевтектоїдних інструментальних сталей - усунути цементитну сітку по межах перлітних зерен і тим самим запобігти підвищеній крихкості сталі при подальшому загартуванні.

1.3. Загартування сталі

Загартування - вид термічної обробки що складається в нагріванні сталі до певних температур (доевтектоїдних на 30 ° -40 ° С вище А3, заевтектоїдних на 30 ° -40 ° С вище А1), витримці та швидкому охолодженні, зі швидкістю більш верхньої критичної.

Мета гарту - підвищити твердість, міцність, зносостійкість.

Швидкість охолодження при загартуванні зазвичай задають охолоджувальним середовищем (вода, олія, спеціальні середовища).

Використовуються кілька способів загартування, які класифікуються методом охолодження. Загартування в одному охолоджувачі (воді або маслі). Найбільш простий та поширений спосіб. Однак деякі стали при охолодженні у воді схильні до виникнення тріщин. При охолодженні в олії швидкість охолодження менша, але багато стали при такому охолодженні не гартуються (швидкість охолодження менше Vвкз і мартенсит не утворюється).

Загартування у двох охолоджувачах (через воду в масло)

При цьому методі у верхньому інтервалі температур швидкість охолодження велика, але сталь досить пластична і значної напруги не виникає. В області ж мартенситного перетворення (нижче 300 ° С) швидкість охолодження при перенесенні деталі в масло значно менше, що практично виключає утворення тріщин. Твердість при такому методі загартування така сама, як при загартуванні у воді.

Ступінчасте загартування полягає в тому, що після нагрівання деталі переносять у піч-ванну з розплавом лугів (зазвичай КОН+NaOH). Нагріту до температури трохи вище за початок утворення мартенситу (350°-400°С), витримують невеликий час для вирівнювання температури перерізу, а потім охолоджують в олії або на повітрі. Твердість після такого загартування така ж, як і в попередніх способах, але напруження та ймовірність утворення тріщин ще менше. Ступінчасте загартування застосовується тільки для дрібних виробів (до 10 мм) з вуглецевих сталей. Для більших деталей її не застосовують, тому що в розплаві лугів швидкість охолодження всередині деталі мала.

Ізотермічна загартування проводиться так само як і ступінчаста, але в розплаві лугів деталі витримують більш тривалий час (до повного розпаду аустеніту на бейніт). При цьому істотних напруг не виникає, але твердість виходить нижче, ніж за інших способів загартування. Перевагою цього є те, що після нього не потрібно відпустки. Ізотермічне загартування зазвичай застосовується для деталей складної форми, схильних до деформацій та утворення тріщин.

Усі розглянуті способи загартування показані на діаграмі розпаду переохолодженого аустеніту на рис.5.

Рис.5. Різні способи загартування: 1 – в одному охолоджувачі, 2 – у двох охолоджувачах, 3 – ступінчаста, 4 – ізотермічна

1.4. Обробка сталі холодом

Обробку сталі холодом застосовують зменшення кількості залишкового аустеніту в загартованих високовуглецевих сталях. При охолодженні до -70...190°С залишковий аустеніт перетворюється на мартенсит.

Обробку холодом проводять безпосередньо після загартування шляхом занурення виробів суміш авіаційного бензину з рідким азотом на 1-1,5 години.

Обробка холодом зазвичай застосовується:

1. Для інструменту зі швидкорізальних сталей та деталей

шарикопідшипників з метою підвищення твердості;

2. Для покращення властивостей постійних магнітів;

3. Для стабілізації розмірів точного вимірювального інструменту (наприклад, калібрів).

1.5. Відпустка загартованої сталі

Відпустка - вид термічної обробки що складається в нагріванні загартованої сталі до температур нижче А1, витримці та охолодженні у воді або на повітрі.

Відпуску піддають всі загартовані сталі з метою зменшення внутрішньої напруги, підвищення ударної в'язкості при деякому зниженні твердості та міцності.

Залежно від вимог, що висуваються до виробів, їх піддають відпустці при різних температурах.

Низька відпустка (150 ° -220 ° С) проводиться з метою трохи знизити залишкові напруги без істотного зниження твердості. Застосовується для металорізального інструменту з високовуглецевих сталей і деталей, що працюють на стирання (наприклад, шестірні). Отримувана структура – ​​відпущений мартенсит.

Середню відпустку (300°-500°С) проводять з метою повніше зняти напруги та підвищити ударну в'язкість за рахунок значного зниження твердості. Застосовується для деревообробного інструменту, ресора, пружин, штампів. Отримувана структура - тростить відпустки.

Високу відпустку (500 ° -680 ° С) проводять зазвичай для деталей з легованих сталей з метою отримати хороше поєднання міцності та ударної в'язкості.

2.Термічна обробка чавунів.

Термічну обробку чавунів проводять з метою зняття внутрішніх напруг, які виникають при литті та викликають зміни розмірів та форми виливки з плином часу, зниження твердості та поліпшення оброблюваності різанням, підвищення механічних властивостей.

Чавун піддають відпалу, нормалізації, гартуванню та відпустці, а також деяким видам хіміко-термічної обробки (азотування, алітування, хромування).

Відпалу для зняття внутрішніх напруг піддають чавуни за наступних температур:

- сірий чавун з пластинчастим графітом 500 ° -570 ° С;

Високоміцний з кулястим графітом 550 ° - 650 ° С;

Низьколікований 570 ° - 600 ° С;

Високолігований чавун (типу нірезист) 620 ° - 650 ° С.

Нагрів повільний зі швидкістю 70 ° - 100 ° С / годину, витримка при температурі нагріву залежить від маси і конструкції виливки і становить від 1 до 8 годин. Охолодження до 250 ° С (для попередження виникнення термічних напруг) повільне, зі швидкістю 20 ° - 50 ° С / год, що досягається охолодженням виливки разом з піччю. Далі виливки охолоджують на повітрі.

При цьому відпал фазових перетворень не відбувається, а знімаються внутрішні перетворення, підвищується в'язкість, виключається короблення та утворення тріщин в процесі експлуатації.

Графітизуючий відпал застосовують для отримання ковкого чавуну з білого чавуну та для усунення відбілу виливків із сірого чавуну.

Графітизацію при температурах вище критичної можна представити так:

Цементит → аустеніт та графіт.

Процес графітизації починається з виникнення графітних центрів, які найлегше зароджуються в місцях порушення суцільності – у загартованих та деформаційних мікротріщинах, усадкових мікропорах. У вихідному стані білий доевтектичний чавун має структуру, що складається з перліту, вторинного та евтектичного цементиту. При переході через евтектоїдний інтервал температур перліт перетворюється на аустеніт, а при підвищенні температури до 950°-1000°С відбувається розпад цементиту (евтектичного та вторинного) і утворюється структура аустеніт та графіт. Цей процес називають першою стадією графітизації.

Повної графітизації, тобто отримання структури, що складається з перліту та графіту, можна досягти охолодженням чавуну;

1. в евтектоїдному інтервалі температур з такою швидкістю, щоб відбувався прямий евтектоїдний розпад аустеніту на ферит і графіт

(А → Ф + Г);

2. трохи нижче евтектоїдного інтервалу температур з утворенням аустеніту перліту з витримкою при цій температурі для графітизації евтектоїдного цементиту (Ц → Ф + Г).

І в тому і в іншому випадку виходитиме структура ферит і графіт; цей процес називають другою стадією графітизації.

Відпал із попереднім загартуванням полягає в тому, що білий чавун піддають гартуванню з 900°-950°С у воді або маслі. При загартуванні, під час мартенситного перетворення, утворюються численні мікротріщини, у яких найлегше зароджуються центри графітизації.

Відпал з попередньою низькотемпературною витримкою полягає в тому, що білий чавун витримують протягом 6-8 годин при температурі 350°-400°С. Число центрів графітизації збільшується, і скорочується час відпалу. Механізм впливу низькотемпературної витримки ще встановлено.

Низькотемпературний відпал застосовують для зняття внутрішньої залишкової напруги виливків сірого чавуну. Даний відпал проводять за наступним режимом: повільне нагрівання виливків (30°-180°С/год) до 530°-620°С, витримка при цій температурі 1-4 години (з моменту нагрівання до заданої температури найбільш товстого перерізу виливки) та повільне охолодження разом із піччю зі швидкістю 10°-30°С/год до 250°-400°С. В результаті такого відпалу внутрішні залишкові напруги зменшуються на 80-85% і збільшується кількість фериту.

2.2 Нормалізація

Нормалізацію застосовують для збільшення зв'язаного вуглецю, підвищення твердості, міцності та зносостійкості сірого, ковкого та високоміцного чавуну. При нормалізації чавун нагрівають вище температури інтервалу перетворення (850°-950°С) і після витримки протягом 0.5-3.0 години, при якій повинно відбутися насичення аустеніту вуглецем, охолоджують на повітрі.

Розчинення графіту в Y-фазі є важливим процесом при нормалізації чавуну з феритною або ферито-перлітною структурою. Цей процес подібний до цементації сталі; різниця в тому, що при цементації відбувається насичення поверхневого шару сталевої деталі вуглецем із зовнішнього середовища, а при нагріванні чавунної виливки «карбюризатором» є численні включення графіту, розташовані в металевій основі, і насичення вуглецем відбувається у всьому обсязі виливки.

2.3 Загартування

При загартуванні чавуну перетворення аналогічні перетворенням, що відбуваються при загартуванні сталі. Але у зв'язку з наявністю в чавуні включень графіту загартування чавунів має такі особливості.

Загартування проводиться з двофазного аустеніто-графітного стану.

При нагріванні відбувається розчинення графіту в аустеніті, у зв'язку з чим, незважаючи на різну вихідну структуру чавуну, перетворенню при охолодженні піддається аустеніт з евтектоїдною або заевтектоїдною концентрацією вуглецю. Загартування піддають сірий, ковкий і високоміцний чавун для підвищення твердості, міцності та зносостійкості. За способом виконання загартування чавуну може бути об'ємним безперервним, ізотермічним і поверхневим.

При об'ємному безперервному загартуванні чавун нагрівають під загартування (повільно для виливків складної конфігурації) до температури на 40 ° - 60 ° С вище інтервалу перетворення (зазвичай до 850 ° - 930 ° С) з отриманням структури аустеніт і графіт. Потім дають витримку для прогріву та насичення аустеніту вуглецем; витримка тим довша, що більше фериту і менше перліту, наприклад, 10 – 15 хв для перлітних чавунів і до 1,5 – 2 години для феритних чавунів. Виливки охолоджують у воді (простий конфігурації) або маслі (складної конфігурації).

При ізотермічному загартуванні чавун нагрівають до 830° - 900°С витримують 0,2 - 1,5 години і охолоджують у розплавлених солях, що мають температуру 250° - 400°С, і після витримки охолоджують на повітрі. Структура чавуну після ізотермічного загартування складається з бейніту, залишкового аустеніту та графіту. Перевага ізотермічного загартування – різке зменшення загартованих напруг та короблення.

Поверхневе загартування з нагріванням за допомогою струмів високої частоти застосовують для підвищення поверхневої твердості та зносостійкості чавунних виливків. Поверхневому гарту рекомендується піддавати перлітні чавуни. Це пояснюється тим, що при нагріванні перлітних чавунів немає необхідності насичення аустеніту вуглецем за рахунок розчинення графіту. Перетворення, що відбуваються при поверхневому загартуванні таких чавунів, аналогічні перетворенням при поверхневому загартуванні перлітних чавунів 840 ° - 950 ° С, час нагріву - кілька секунд, швидкість нагрівання близько 400 ° С / с, охолодження у воді або емульсії. Мікроструктура поверхневого шару – дрібногольчастий мартенсит та включення графіту. Після поверхневого гарту проводиться низька відпустка. Поверхневому високочастотному загартуванню піддають деталі з перлітного чавуну, що працюють на знос - направляючі станин верстатів (виготовляються з модифікованого сірого чавуну), колінчасті і кулачкові вали (з високоміцного чавуну), гільзи циліндрів (з легованого чавуну) та інші деталі.

2.4 Відпустка

Відпустка проводиться з метою зняття термічної напруги, підвищення твердості, міцності та зносостійкості. Нагрів проводять повільний для

складних виробів до температури 150 ° - 300 ° С для деталей працюючих на знос або 400 ° - 600 ° С, потім дають витримку 1 - 3 години. Охолодження проводять на повітрі.

3. Технологія термічної обробки кольорових металів.

3.1Алюміній та його сплави

піддають різним видам термічної обробки в залежності від складу сплавів, виду напівфабрикатів, деталей та заготовок, а також їх призначення. В алюмінію немає поліморфного та мартенситного перетворень. Тому для алюмінієвих сплавів види термічної обробки, пов'язані з цими перетвореннями, виключені.

Відмінна риса алюмінію полягає в його високій теплопровідності, тому проблема прожарювання має важливого значення. Схильність алюмінію та його сплавів до взаємодії з газами, що становлять атмосферу печі, невелика. Тому не виникало особливої ​​потреби.

Найбільшого поширення для алюмінієвих сплавів набули три види термічної обробки: відпал, загартування та старіння.

Відпал. Відпал алюмінієвих сплавів застосовують у разі, коли необхідно ліквідувати небажані наслідки, пов'язані з нерівноважністю структури. Найчастіше при нерівноважній структурі спостерігається знижена пластичність, низька корозійна стійкість та недостатня деформаційна здатність. Стосовно алюмінієвих сплавів найбільш поширені наступні її різновиди:

1. Нерівноважний стан, властивий литим сплавам. При отриманні зливків та виливків швидкості охолодження досить високі, і тому кристалізація протікає в нерівноважних умовах, що призводить до явищ дендритної ліквації компонентів сплаву. При цьому легуючі компоненти домішки розподіляються нерівномірно за обсягом литих зерен, а на межах з'являються нерівноважні інтерметалічні фази. Такий характер структури обумовлює низьку технологічну пластичність сплавів та малу корозійну стійкість.

2. Нерівноважний стан, викликаний пластичною деформацією, при якій відбуваються суттєві структурні зміни, частина енергії деформації поглинається, і вільна енергія системи підвищується.

3. Нерівноважний стан, що є наслідком попередньої термічної обробки. Основна особливість такого стану - присутність у сплаві більш менш пересишеного легуючими компонентами твердого розчину на основі алюмінію.

4. Нерівноважний стан, викликаний залишковою напругою в об'ємі металу.

При відпалі, основними параметрами якого є температура і швидкість нагрівання, а також тривалість витримки при заданій температурі, всі розглянуті вище відхилення рівноважного стану можуть бути усунені. У цьому пластичність сплавів завжди зростає.

Для алюмінієвих сплавів застосовують такі види відпалу: гомогенізаційний відпал, рекристалізаційний відпал деформованих напівфабрикатів, відпал термічно зміцнених сплавів для розміцнення та відпал для зняття залишкових напруг.

Загартування. Сутність процесу полягає у нагріванні сплавів до температур, достатніх для розчинення низькотемпературних фаз, витримці при цих температурах та охолодженні зі швидкостями, що забезпечують відсутність процесів розпаду.

Температуру нагрівання під загартування вибирають залежно від природи металу. Так як розчинення нерівноважних фазових процесів - дифузійний, то температура загартування має бути високою. Вона не може перевищувати темпера нерівноважного солідуса сплавів через виникнення перепалу, що різко знижує механічні властивості. Тривалість витримки при температурі нагріву під загартування визначається швидкістю розчинення легуючих елементів, що входять до надлишкових фаз, і залежить від природи сплаву, його структурного стану та умов нагріву. Швидкості охолодження при загартуванні повинні забезпечувати фіксацію у твердому розчині концентрацій легуючих компонентів, властивих високим температурам. При виборі охолоджуючого середовища необхідно брати до уваги та товщину виробів.

Старіння. Старіння застосовують для підвищення характеристик міцності алюмінієвих сплавів. Для цього можна використовувати природне та штучне старіння.

Зміни структури та властивостей визначаються різними механізмами розпаду залежно від температури та часу старіння. За низьких температур або коротких часів витримки зміцнення пов'язане з утворенням зон Гіньє-Престона (ГП) (рис.6).

Рис.6 Схема зони Гіньє-Престона (за Герольдом): білі кружки - атоми алюмінію; чорні - атоми міді

Цей вид старіння, що є основним для сплавів типу дуралюміну, називають зонним старінням. Зі збільшенням температури старіння або часу витримки може виявитися інший механізм зміцнення, коли воно досягається внаслідок виділення з твердого розчину метастабільних фаз, які мають з матрицею когерентні або напівкогерентні межі. Таке старіння, що відбувається зазвичай при підвищених температурах, називають фазовим старінням:

Подальше збільшення часу старіння призводить до того, що утворюються виділення стабільних фаз, що мають з матрицею некогерентні межі. Коагуляція цих фаз розміцнює сплави, і відповідний вид старіння називають коагуляційним старінням.

Повернення при старінні. Цей вид термічної обробки застосовують до загартованих та природно зістарених алюмінієвих сплавів. Сутність цього виду термообробки зводиться до наступного. Якщо природно зістарений метал алюмінію нагріти на дуже короткий проміжок часу до температур, що перевищують лінію сольвусу для зон Гіньє - Престона, то зони розчиняються, а процеси фазового старіння ще не встигають протікати. При подальшому швидкому охолодженні структура та властивості сплаву відповідають свіжозагарненому стану.

3.2 Титан та його сплави

Титан сріблясто-білий легкий метал із щільністю 4,5 г/см³. Температура плавлення титану залежить від ступеня чистоти та знаходиться в межах 1660…1680°С.

Чистий йодидний титан, у якому сума домішок становлять 0,05…0,1 %, має модуль пружності 112 000 МПа, межа міцності близько 300 МПа, відносне подовження 65%. Наявність домішок сильно впливає властивості. Для технічного титану ВТ1, із сумарним вмістом домішок 0,8 %, межа міцності становить 650 МПа, а відносне подовження – 20 %.

При температурі 882°С титан зазнає поліморфного перетворення, титан з гексагональними гратами перетворюється на – титан з об'ємно-центрованими кубічними гратами. Наявність поліморфізму у титану створює передумови поліпшення властивостей титанових сплавів з допомогою термічної обробки.

Титан має низьку теплопровідність. При нормальній температурі має високу корозійну стійкість в атмосфері, у воді, в органічних та неорганічних кислотах (не стійок у плавиковій, міцних сірчаній та азотній кислотах), завдяки тому, що на повітрі швидко покривається захисною плівкою щільних оксидів. При нагріванні вище за 500°С стає дуже активним елементом. Він або розчиняє майже всі речовини, що стикаються і ним, або утворює з ними хімічні сполуки.

Титанові сплави мають низку переваг у порівнянні з іншими:

Поєднання високої міцності (МПа) з гарною пластичністю;

Мала щільність, що забезпечує високу питому міцність;

Хороша жароміцність, до 600 ... 700 ° С;

Висока корозійна стійкість у агресивних середовищах.

Однорідні титанові сплави, не схильні до старіння, використовують у кріогенних установках до гелієвих температур.

3.3 Магній та його сплави

Магній – дуже легкий метал, його густина – 1,74 г/см³. Температура плавлення – 650 °С. Магній має гексагональну щільноупаковану кристалічну решітку. Дуже активний хімічно, аж до самозаймання повітря. Механічні властивості технічно чистого магнію (Мг1): межа міцності – 190 МПа, відносне подовження – 18 %, модуль пружності – 4500 МПа. Основними магнієвими металами є метали магнію з алюмінієм, цинком, марганцем, цирконієм. Сплави поділяються на деформовані та ливарні. Сплави зміцнюються після загартування та штучного старіння. Загартування проводять від температури 380 ... 420 ° С, старіння при температурі 260 ... 300 ° С протягом 10 ... 24 годин. Особливістю є тривала витримка під загартування – 4…24 години.

3.4 Мідь та її сплави

Мідь має гранецентровані кубічні грати. Щільність міді 8,94 г/см3, температура плавлення 1083°С. Характерною властивістю міді є її висока електропровідність, тому вона знаходить широке застосування електротехніки. Технічно чиста мідь маркується: М00 (99,99% Cu), М0 (99,95% Cu), М2, М3 та М4 (99% Cu). Механічні властивості міді щодо низькі: межа міцності становить 150...200 МПа, відносне подовження - 15...25%. Тому як конструкційний матеріал мідь застосовується рідко. Підвищення механічних властивостей досягається створенням різних сплавів з урахуванням міді. Розрізняють дві групи мідних сплавів: латуні – сплави міді з цинком, бронзи – сплави міді коїться з іншими (крім цинку) елементами .

4. Устаткування для термічної обробки

До основного обладнання для термічної обробки відносяться печі, нагрівальні установки та пристрої, що охолоджують. За джерелом теплоти печі поділяють на електричні та паливні (газові та рідко - мазутні).

Для того щоб уникнути окислення та знеуглерожування сталевих деталей при нагріванні, робочий простір сучасних термічних печей заповнюють спеціальними захисними газовими середовищами або нагрівальну камеру вакуумують. Для підвищення продуктивності при термічній обробці дрібних деталей машин і приладів застосовують швидкісне нагрівання, тобто завантажують їх у остаточно нагріту піч. Виникають при нагріванні тимчасові теплові напруги не викликають утворення тріщин і короблення. Однак швидкісне нагрівання небезпечне для великих деталей (прокатних валків, валів і корпусних деталей), тому нагрівання таких деталей виробляють повільно (разом з піччю) або ступінчасто. Іноді швидке нагрівання виробляють у печах-ваннах з розплавленою сіллю (свердла, мітчики та інші дрібні інструменти). На машинобудівних заводах для термічної обробки застосовують механізовані печі (мал. 7) та автоматизовані агрегати.

Мал. 7. Механізована електропіч:

1 – нагрівальна камера; 2 - загартована камера; 3 – підйомний столик; 4 – вентилятор; 5 – нагрівачі; 6 - ланцюговий механізм для пересування піддону з деталями

Механізована електропіч призначена для гартування штампів або дрібних деталей, що укладаються на піддон. Нагрівальну і гартальну камеру можна заповнювати захисною атмосферою, що оберігає деталі, що гартують, від окислення і знеуглерожування. За допомогою ланцюгового механізму 6 піддон з деталями по напрямних роликах переміщують в нагрівальну камеру 1. Після нагрівання і витримки тим же ланцюговим механізмом піддон переміщають в загартовану камеру 2 і разом зі столиком 3 занурюють в загартовану рідину (масло або воду). Після охолодження стіл піднімається пневмомеханізмом, і піддон вивантажується з печі. Деталі нагріваються внаслідок випромінювання електронагрівачів 5 та конвективного теплообміну. Вентилятори 4, встановлені в нагрівальній камері та в гартовому баку, призначені для інтенсифікації теплообміну та рівномірного нагрівання та охолодження деталей.

У механізованих та автоматизованих агрегатах проводять весь цикл термічної обробки деталей, наприклад, загартування та відпустку. Такі агрегати складаються з механізованих нагрівальних печей та гартових баків, мийних машин та транспортних пристроїв конвеєрного типу. Поверхневе нагрівання деталей виробляють тоді, коли в результаті поверхневого гарту потрібно отримати високу твердість зовнішніх шарів при збереженні м'якої серцевини. Найчастіше загартовують зовнішній шар деталей машин, що труться. Найбільш досконалим способом поверхневого гарту є гартування у спеціальних установках з нагріванням струмами високої частоти ТВЧ. Цей спосіб нагріву дуже продуктивний, може бути повністю автоматизований і дозволяє отримувати при великосерійному виробництві стабільну високу якість виробів, що гартують при мінімальному їх коробленні і окисленні поверхні. Відомо, що із збільшенням частоти струму зростає скін-ефект; щільність струму в зовнішніх шарах провідника виявляється набагато більше, ніж у серцевині. В результаті майже вся теплова енергія

виділяється в поверхневому шарі та викликає його розігрів. Нагрівання деталей ТВЧ здійснюється індуктором. Якщо деталь має невелику довжину (висоту), то вся її поверхня може бути одночасно нагріта до температури загартування. Якщо деталь довга (рис. 8), нагрівання відбувається послідовно шляхом переміщення виробу щодо індуктора з розрахованою швидкістю .

Мал. 8. Розташування індуктора, циліндричної деталі, що гартується, і спрейера при загартуванні з нагріванням ТВЧ:

I – деталь; 2 – індуктор; 3 - спрейєр

Охолодження при гартуванні з нагріванням ТВЧ зазвичай здійснюється водою, що подається через спрейєр трубку з отворами для розбризкування води, вигнуту в кільце і розташовану відносно деталі аналогічно індуктору. Нагріта в індукторі ділянка деталі або весь виріб, переміщаючись, потрапляє до спрейєра, де й охолоджується. Перевага поверхневого загартування деталей, так само як і більшості способів зміцнення поверхні (хіміко-термічної обробки, поверхневого наклепу обкатки), полягає також у тому, що в поверхневих шарах деталей виникають значні стискаючі напруги. Останнім часом для термічної обробки деяких деталей застосовують джерела висококонцентрованої енергії (електронні та лазерні промені).

Використання імпульсних електронних пучків і лазерних променів для локального нагрівання поверхні деталей дозволяє вести поверхневе загартування робочих крайок інструментів і областей корпусних деталей, що сильно зношуються. Іноді тонкий поверхневий шар доводять до оплавлення і в результаті швидкого охолодження одержують дрібнозернисту або аморфну ​​структуру.

При загартуванні з використанням джерел висококонцентрованої енергії не потрібні охолодні середовища, так як локально нагріті поверхневі шари дуже швидко остигають в результаті відведення теплоти в холодну масу деталі. Як джерела енергії використовують прискорювачі електронів і безперервні газові та імпульсні лазери.

Висновок

У цій роботі були розглянуті основні види термічних обробок, різних матеріалів, та обладнання, що застосовується у виробництві.

Безперервне поліпшення якості, підвищення продуктивності, надійності та довговічності машин значною мірою визначається прогресом технології, найважливішим етапом якої є термічна обробка, що формує остаточні, експлуатаційні властивості металів.

Основними матеріалами, що піддаються термічній обробці є сталь, чавун, кольорові метали та їх сплави.

Удосконалення процесів термічної обробки поряд із правильним вибором матеріалів для конкретних умов експлуатації призводить до зменшення металомісткості виробів, зниження трудомісткості їх виготовлення, економії матеріальних та енергетичних ресурсів, підвищення продуктивності праці.

Важливим фактором є вибір правильного технологічного режиму, що включає себе: відпал, нормалізація, відпустка, старіння тощо

Список літератури

1. Технологія термічної обробки металу/О.І. Самохоцький, Н.Г. Парфєнівська. - М.: Машинобудування, 1976.

2. Блюм Е.Е., Потєхін Б.А., Резніков В.Г [Електронний ресурс] / / Основи термічної обробки сталей / Вільний доступ з мережі Інтернет. - http://tmetall.narod.ru/mater/materpos/konspekt1.html

3. Сєдов Ю.Є., Адаскін А.М. Довідник молодого терміста - М: "Вища школа", 1986, с. 113.

4. Матеріалознавство: Підручник для вищих технічних навчальних закладів. / Б. Н. Арзамасов, І. І. Сидорін, Г. Ф. Косолапає та ін; За заг. ред. Б. Н. Арзамасова. - 2-ге вид., Випр. і доп.- М: Машинобудування, 1986.-384 с, іл.

5. Третьякова Н.В [Електронний ресурс] / / Матеріалознавство / Вільний доступ з мережі Інтернет. - http://elib.ispu.ru/library/lessons/tretjakova/index.html

Термічне обладнання активно використовують заводи та термічні цехи для проведення різних процесів із їх нагріванням. Як правило, в установках цього типу метали розігріваються до температури плавлення, щоб змінити їх якості.

Навігація:

Устаткування для термічної обробки

Устаткування для термічної обробки може мати різні можливості, що сприяють виконанню певних процесів. Це стосується максимальної температури, створюваної в ній, кількості одночасно оброблюваного матеріалу типу виконуваної обробки.

Устаткування для термічного оброблення на різних підприємствах представлено:

• шахтними печами;
• камерними печами;
• печами з висувним подом;
• вакуумні печі;
• плавильними пресами;

Шахтні печі мають високу продуктивність та можуть обробляти матеріали, що мають великі габарити. З їхньою допомогою можна проводити термічну обробку для операції загартування, відпалу, відпустки, нормалізації кольорових металів. Застосування оптимальне для підприємств, які наголошують на точність проведення операцій.

На сьогоднішній день різними підприємствами випускаються шахтні печі, які мають електричне та газове нагрівання. Установки даного типу можуть застосовуватися в ендогазовому, азотному, повітряному, вакуумному та водневому середовищі. Основним застосуванням є термообробка сталевих елементів, які мають великі розміри. До них відносяться сталеві деталі та вузли, великогабаритні виливки та поковки. Крім цього проводиться їх нормалізація та прокат.

Камерні печі термообробки мають менші габарити, тому використовуються зміни властивостей об'єктів невеликих розмірів. Установки даного типу мають популярність різних типах виробництв. Вони можуть використовуватися як окремо, так і разом із автоматизованими комплексами.

До складу комплексу обладнання для термічної обробки можуть входити:

• нагрівальні печі;
• гартований бак;
• мийні камери;
• камери відпустки;

Камери відпустки в деяких установках поєднуються ємністю для охолодження, щоб уникати крихкості відпуску. Нерідко використовують камери, в яких обробляються елементи холодом, це дозволяє зменшити залишковий аустеніт. До складу автоматизованого комплексу може входити рейкова транспортна система для навантаження та розвантаження.

Печі, що мають висувний поділ, є оптимальним інструментом для термічної обробки деталей або вузлів, які мають великі габарити. Для здійснення завантаження та вивантаження використовують крани та кран-балки. З недоліків можна скасувати велику тепловтрату. Це відбувається через їхні габарити. З їх допомогою виробляють аустенізацію, відпал. Нерідко використовують для нагрівання металу перед процедурою кування. Для завантаження елементів можуть використовуватись невеликі маніпулятори та роботи. Робочий простір може нагріватися газовим та електричним способом.

Вакуумні печі

Вакуумні печі є оптимальним засобом, щоб отримати якісні інструменти, швидкорізальні сталі, титанові сплави, мідь, тугоплавкі метали та конструкційні сталі. Вакуумні печі роблять усі процеси з високою технологічною точністю параметрів. Температура в них не може вклонятися більше ніж на 5 градусів. Вони використовують як складові елементи ліній термічної обробки.

У вакуумних печах може використовуватися азотисте, гелієве, повітряне середовище. При цьому для їх експлуатації не потрібне використання водяних загартованих баків. Це призводить до того, що в них складно проводити загартовування низьковуглецевих та низьколегованих сталей. Для виготовлення внутрішньої поверхні вакуумної печі використовують листовий молібден, нагрівальні елементи – графіт, кераміка, порошкові матеріали.

Установки, які мають високу потужність, здатні створювати тиск у вакуумній печі, що становитиме 0,00005 мбар. Рівень максимального тиску довкілля становитиме 20 мбар, а термператури 1350 градусів. Як охолоджувальну рідину застосовується вода.

Вакуумні камери комплектуються різними вакуумними насосами, ресиверами, що мають газове середовище охолодження та установками, що забезпечують зворотне водоохолодження. Показник ступеня автоматизації даного обладнання для термообробки може змінюватись в межах 0,7-0,9.

Вакуумні печі мають високу вартість, оскільки для їх розробки та виготовлення витрачається набагато більше коштів. При цьому вони мають один недолік, пов'язаний з тим, що поверхня сплавів знелегується, якщо в них використовується висока температура.

Промислові печі

Численні варіанти конструкцій промислових печей можна класифікувати за принципом їхньої роботи або способом виділення теплової енергії. За цією ознакою можна поділити всі промислові печі на установки паливного та електричного типу.

Паливні печі для термічної обробки використовують хімічну енергію, яка виділяється під час спалювання палива. Це відбувається за рахунок паливних елементів установок. Вони мають практично однакові конструкції у печах різного типу. У машинобудівній промисловості найчастіше використовують печі-теплообмінники. У них тепло, яке виділяється під час спалювання палива, переноситься до матеріалу, що нагрівається. Як правило, на машинобудівних підприємствах використовують радіаційні та конверсійні даного типу.

Електричні печі створюють тепло завдяки електроенергії. Існує ряд установок, у яких спосіб передачі значно відрізняється. Це індукційні, електродугові та печі опору. Обладнання, в якому тепло виготовляється за рахунок електрики, має відповідний тип.

Електронно-променеві печі перетворюють свою енергію на теплову. При зіткненні електронного потоку, що прискорюється у вакуумному просторі, з тілом відбувається швидке внутрішнє нагрівання та процес плавлення. Найчастіше установки цього типу використовуються у тому, щоб плавити чисті тугоплавкі метали.

Електродугові печі для термічної обробки використовують для плавлення тугоплавких металів. Основним їх елементом є дуга, яка має високу температуру завдяки подачі на неї електричної енергії. Нерідко установки даного типу використовуються при виплавці та розплавленні сталей та чавуну. Вони чудово підходять для роботи з кольоровими металами.

Індукційні печі перетворюють електроенергію на електромагнітну енергію. При цьому в установці нагрівається лише об'єкт. Наявність великої кількості вихрових струмів змушує предмети швидко розплавлятися у камері. Установки, що мають високий показник частоти, використовуються для плавлення сталей різних марок, чавуну та інших металів.

Водневі печі

У вакуумних водневих печах при термічній обробці у системі використовується водень. Деякі печі даного типу працюють з дисоційованим аміаком та здійснюють безперервну роботу. Вони відмінно підходять для підприємств, де налагоджується масове виробництво. Плавка металів за допомогою водневої печі для спікання є найкращим варіантом. Крім цього, у вакуумних печах можна проводити ефективний випал керамічних матеріалів.

Водневі печі оснащуються автоматичними та напівавтоматичними системами, які здійснюють завантаження в піч матеріалу, а також автоматичних систем, що виконують проштовхування всередину печі та розвантаження після завершення операції. Водневі печі можуть мати камерний та ковпаковий тип.

Водневі печі, як правило, складаються з:

• циліндричної камери чи ковпака;
• противибухового пристрою;
• пересувного подіуму чи підставки;
• газової системи, яка має зволожувач та пристрій, що забезпечує допалювання водню;
• системи охолодження;
• системи електроживлення;
• системи управління.

Термічне промислове обладнання

Термічне промислове обладнання представлене установками з різними функціями. Одним із таких є плавильний прес. Його використовують для того, щоб проводити виправлення прокату, труб, профілів та зварних конструкцій. Вони обладнуються елементами, які контролюють геометрію редагування.

Термічне промислове обладнання для плавильного процесу можуть працювати в динамічному або ударному режимі. Як правило, цикл має коротку довжину.

Термічне устаткування автоматизованого процесу використовується для серійного виробництва великогабаритних елементів. Це, як правило, автомобільне, тракторне та агрегатне виробництво. У виробничу лінію можуть включатися печі різного типу та здійснювати замкнутий або лінійний цикл.

Модернізація термічного обладнання

Модернізація термічного обладнання є процесом, при якому змінюється конструкція установки або замінюються деякі її елементи. Існують різні типи модернізації. Можна здійснювати монтаж футерування. Він є процесом, при якому стінки обробляються різними матеріалами, типу керамічного волокна або інших. Крім цього, різні підприємства здійснюють монтаж елементів нагрівання, систем контролю або управління.

Термічна обробка металів – переробка металевого матеріалу за допомогою теплового впливу. Термічний спосіб роботи з металами використовують для того, щоб досягти придбання матеріалом певних технологічних властивостей та технічних характеристик.

Види та способи термічної обробки металів

Види термічної обробки металів діляться втричі категорії: термомеханічна обробка, хімічно термічна, термічний спосіб роботи з металевими сплавами. Усі різновиди термічної обробки відрізняються одна від одної індивідуальними особливостями здійснення робочого процесу. Кожна з категорій обробки має свій, визначений технологічними нормами, температурний режим впливу на сировину, що використовується, витримкою при набутті встановленого ступеня розжарювання і тимчасовим періодом охолодження металевих заготовок.

І металевих сплавів у своєму принципі передбачає структурні зміни у складі оброблюваної сировини методом сильного розжарювання, подальшого відстоювання та охолодження сировинної маси. Хіміко термічну обробку металів відрізняє від простого термічного впливу на структуру матеріалу додавання в поверхні металевих сплавів компонентів, які позитивно впливають на такі технічні властивості матеріалу, як його твердість, стійкість до зношування, опір корозійному знищенню. Хімічний процес термообробки вимагає себе більш високого температурного режиму і значно більшого періоду витримки матеріалу.

Хіміко-термічний спосіб роботи з металом, у свою чергу поділяють на цементацію (має на увазі збільшення вуглецевого складу сталі), азотування (метал перенасичують азотними частинками), ціанування (паралельне збільшення вуглецевого та азотного складу в сплавах), легування поверхонь. Легування металів також ділиться на силицированное вплив, алітоване зміна і покриття хромом.

Термомеханічний спосіб роботи з металевою масою - один із наймолодших методів обробки сталі. Така обробка дозволяє збільшити рівень механічних якостей. Процес складається операцій, які поєднують пластичний спосіб деформування матеріалу з термічним впливом на нього.

Необхідне обладнання для термічної обробки металів

Устаткування для термічної обробки металів складається з накалювальних пристроїв та контрольних пристроїв, що дозволяють регулювати температурний режим у процесі здійснення робочих операцій з металами. Також використовуються вимірювальні прилади для фіксування результату термічного впливу на сплав. Контрольні пристрої в комплексі термобробних пристроїв називають термоелектричними пірометрами. Такі вимірювальні механізми складаються термічних пар та спеціального гальванометра, на якому встановлено градусну шкалу Цельсія. Кінцевий результат на метал перевіряється напилковою пробою, і відчувають в'язкі властивості ударним способом.

Печі для термічної обробки металів, на металообробних підприємствах, використовують полум'яного типу та з електричним принципом зміни температурного режиму. Для печей полум'яного типу застосовується як паливний ресурс рідкі, тверді, газоподібні горючі засоби. Електричні пічні установки для роботи зі сталевими сплавами ділять на два види: печі опору та пристрої, що працюють на індукційному способі нагрівання. утворюється під впливом високочастотного струму.

Печі для термічної обробки металів можуть працювати в безперервному режимі і з функціональним циклом, що переривається. Паливна маса заповнює пристрій через спеціальний кран, а нагріта повітряна маса запускається через камеру повітря. Металева сировина розігрівається у робочій зоні пристосування. Напалені газові компоненти, що утворилися при цьому, забираються за допомогою рекуператора, який виконує функцію постійного підігріву повітряної маси. У разі періодичної експлуатації камерного пристрою для нагрівання сталі, у робочому секторі пристрій температурний режим підтримується на єдиному рівні.

До термічного способу обробки найчастіше вдаються при роботі зі сталлю. Але також, для поліпшення технічних характеристик та технологічних властивостей, в окремих випадках такий спосіб можуть використовувати в роботі з чавунними виробами та конструкціями, виконаними з кольорових металів. Для охолодження виробів, що вже пройшли обробку, використовують спеціальні ємності, які наповнюють рідинною масою (розплавлені свинцеві компоненти, масляні засоби, водні наповнювачі).